Leitungselement für eine im Erdreich zu verlegende Leitung

Hintergrund der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leitungselement für eine im Erdreich zu verlegende Leitung.

Bekannte Leitungen, die für die Verlegung im Erdreich vorgesehen sind, werden in vielen Fällend derart im Erdreich verlegt, dass sie in ein zuvor ausgebildetes Erdloch„eingetrie- ben" werden. Diese Leitungen bestehen meist zumindest teilweise aus einem Polymermaterial und werden auch Kunststoffvortriebsrohre genannt. Sie können insbesondere als Verlegeleitungen bzw. Aufnahmeleitungen für Gasleitungen oder Strom- und Fernmeldekabel oder dergleichen verwendet werden. Es ist auch bekannt, diese Leitungen als Abwasserlei- tungen bzw. Abwasserrohre oder auch als Regenwasserleitungen bzw. Regenwasserrohre zu verwenden.

Die Verlegung im Erdreich erfolgt dadurch, dass einzelne Leitungselemente, wie beispielsweise Rohrstücke entsprechend dem geplanten Verlauf bzw. entsprechend dem Verlauf des zuvor ausgebildeten Erdlochs im wesentlichen in Achsrichtung nacheinander in das zuvor ausgebildete Erdloch eingetrieben und zur Ausbildung der Leitung miteinander verbunden werden, wie es beispielweise aus der DE 3402198 A1 für die Ausbildung einer Schutzleitung zum Schutz von im Erdreich verlegten elektrischen Leitungen bekannt ist. Die Verbindung zwischen den einzelnen Leitungselementen ist hierbei meist in Form einer Steckverbindung oder einer Rastverbindung ausgebildet. Weitere bekannte typische Lei- tungselemente zur Ausbildung von im Erdreich zu verlegenden Leitungen sind unter anderem aus der EP 1 375 114 A2, der EP 1 705 418 A2, der DE 200 17 639 U1 , der

DE 195 36 703 A1 und der DE 101 39 984 A1 bekannt. Die meist recht flexiblen Verbindungen zwischen den bekannten Leitungselementen sind insbesondere bei stark gekrümmten Leitungen bzw. stark gekrümmten vorgeformten Erdlöchern hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Die Verbindungen neigen daher insbesondere bei Abwinkelung und starker Verformung zur Undichtigkeit, so dass Feuchtigkeit bzw. Flüs- sigkeit aus dem Erdreich in die Leitung bzw. Innenvolumina der Leitungselemente dringen kann. Dies ist insbesondere problematisch, wenn die Leitung für die Aufnahme von stromführenden Kabeln vorgesehen ist. Dieses Eindringen von Feuchtigkeit bzw. Flüssigkeit, wie z.B. Abwasser aus der Umgebung bzw. der Umwelt in die Leitung bzw. Innenvolumina der Rohrelemente wird auch als Infiltration bezeichnet. Die durch Infiltration eindringende Flüs- sigkeit kann beispielsweise kontaminiert sein und so z.B. eine Korrosion an in der Leitung angeordneten bzw. aufgenommenen stromführenden Kabeln hervorrufen.

Ein Austreten von Flüssigkeit aus einer im Erdreich verlegten Leitung hingegen wird als Exfiltration bezeichnet und betrifft die Anwendungsfälle, wo die Leitung z.B. als Abwasser- leitung oder Regenwasserleitung, also für die Durchströmung mit einer Flüssigkeit in Form des sogenannten Fremdwassers oder allgemein einem Fluid vorgesehen ist. Bei einer Exfiltration infolge einer Undichtigkeit kann z.B. eine Verseuchung des Erdreichs auftreten, wenn z.B. infolge der Exfiltration Abwasser aus industriellen Prozessen aus der Leitung ins Erdreich tritt.

Einer wirksamen Abdichtung der Verbindungen zwischen den einzelnen Leitungselementen durch Dichtungen bzw. Dichtelemente sind zudem infolge der Rohrgeometrie Grenzen gesetzt, da die Dichtungen auf Grund der Rohrgeometrie nur sehr flach mit einer stark begrenzten Verpressung eingebaut werden können. So ist es möglich, dass vorgesehene Dichtungen beim Verbinden der Leitungselemente verschoben oder beschädigt werden. Die Wiederherstellung der Dichtigkeit gestaltet sich dann in der Regel recht schwierig. Schließlich können die einzelnen Leitungselemente beim Vortrieb in das Erdreich bzw. in das zuvor ausgebildete Erdloch durch Steine oder ähnlichem vorgeschädigt werden und dann unter Dauerbelastung versagen.

Zugrundeliegende Aufgabe

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Leitungselement für eine im Erdreich zu verlegende Leitung anzugeben, mit dem es durch Verbinden mit weiteren Leitungselementen möglich ist, eine in einem Erdreich verlegte Leitung herzustellen, bei welcher das Risiko für eine Undichtigkeit im Vergleich zu bekannten Lösungen deutlich reduziert ist.

Erfindungsgemäße Lösung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Leitungselement für eine im Erdreich zu verlegende Leitung gelöst, wobei das Leitungselement wenigstens einen Endabschnitt aufweist, der mit einem benachbarten Leitungselement verbindbar ist, wobei an dem Endabschnitt wenigstens eine Hauptdichtung und wenigstens eine Sicherheitsdichtung angeord- net sind, wobei die Hauptdichtung dafür vorgesehen ist, die Verbindung zu dem benachbarten Leitungselement gegen eindringende Flüssigkeit abzudichten, und wobei die Sicherheitsdichtung durch Kontakt mit Flüssigkeit aktivierbar und dafür vorgesehen ist, die Dichtigkeit der Verbindung bei bestehender Undichtigkeit wiederherzustellen. Erfindungsgemäß ist zusätzlich zu der wenigstens einen Hauptdichtung, die dafür vorgesehen ist, die Verbindung zu dem benachbarten Leitungselement gegen eindringende Flüssigkeit abzudichten, wenigstens eine Sicherheitsdichtung vorgesehen, welche bei bestehender Undichtigkeit die Dichtigkeit wiederherstellt. Hierzu ist die Sicherheitsdichtung durch Kontakt mit Flüssigkeit aktivierbar, wobei die Sicherheitsdichtung bevorzugt teilweise oder zur Gänze aus einem quellfähigen Material besteht. Durch die Verwendung eines quellfähigen Materials, das insbesondere ein quellfähiges Elastomer bzw. ein thermoplastischer Elastomer-Verbund sein kann (wie z.B. Q-TEC bekannt von AWADOCK) kann die Dichtigkeit wieder hergestellt werden. Das quellfähige Material quillt bei Berührung mit Flüssigkeit auf, wobei durch dieses Aufquellen die Dichtigkeit wieder herstellbar ist. Quellvolumen, Quelldruck und Quellbeginn sind vorzugsweise einstellbar. Eine Sicherheitsdichtung, welche teilweise oder zur Gänze aus einem quellfähigen Material besteht, passt sich durch ihre Volumenvergrößerung und Flexibilität nahezu jeder beliebigen Form an und kann somit Undichtigkeiten abdichten. Das Leitungselement besteht vorzugsweise aus einem Polymermaterial, wobei das Polymermaterial vorzugsweise ein ungefülltes Polypropylen sein kann.

Die Flüssigkeit, welche bei bestehender Undichtigkeit ohne die Sicherheitsdichtung in das Leitungselement bzw. in das Innenvolumen des Leitungselements eindringen würde, ist insbesondere Wasser bzw. Feuchtigkeit aus dem Erdreich. Diese Flüssigkeit kann insbe- sondere infolge eines Versagens der Hauptdichtung bzw. infolge einer Undichtigkeit der Hauptdichtung zu der Sicherheitsdichtung durchdringen und diese zur Wiederherstellung der Dichtigkeit aktivieren.

Ein Versagen bzw. eine Undichtigkeit der Hauptdichtung kann die Folge eines Verrut- schens oder einer Beschädigung der Hauptdichtung sein, wobei sich das Verrutschen oder die Beschädigung insbesondere während des Verbindens der Leitungselemente zur Herstellung einer im Erdreich verlegten Leitung ereignen kann, wobei die Verbindung beispielsweise derart erfolgen kann, dass der Endabschnitt, an dem die Hauptdichtung und die Sicherheitsdichtung angeordnet sind, in einen Endabschnitt des benachbarten Lei- tungselements eingesteckt oder auf diesen aufgesteckt wird.

Die Hauptdichtung kann bevorzugt teilweise oder zur Gänze aus EPDM (Abk. für Ethylen- Propylen-Dien-Kautschuk) oder NBR (Abk. für Nitrilkautschuk) oder SBR (Abk. für Styrol- Butadien-Kautschuk) oder einem TPE (Abk. für thermoplastisches Elastomer) bestehen.

Die Hauptdichtung kann bevorzugt in Form einer O-Ring-Dichtung oder in Form einer Lippendichtung ausgebildet sein. Auch die Sicherheitsdichtung kann bevorzugt in Form einer O-Ring-Dichtung oder in Form einer Lippendichtung ausgebildet sein. Sowohl die O-Ring- Dichtung als auch die Lippendichtung sind praktische und wirksame Dichtungs-Formen. Alternativ können die Sicherheitsdichtung und die Hauptdichtung jede beliebige Querschnittsform aufweisen, welche eingerichtet ist, eine hinreichende bzw. wirksame Dichtwirkung bereitzustellen. Selbst bei größter Sorgfalt bei der Herstellung bzw. Verlegung der jeweiligen Leitung im Erdreich kann jedoch ein Verrutschen bzw. eine Beschädigung der Hauptdichtung nie völlig ausgeschlossen werden, insbesondere wenn die einzelnen Leitungselemente entsprechend dem geplanten Verlauf bzw. entsprechend dem Verlauf des zuvor ausgebildeten Erdlochs beim„Eintreiben" in das Erdreich hohen mechanischen Belastungen, insbesondere mit Komponenten rechtwinkelig zur Längsachse des Leitungselements, ausgesetzt werden.

Insofern kann durch das Vorsehen der Sicherheitsdichtung das Risiko für eine Undichtigkeit an der fertig hergestellten und verlegten Leitung im Unterschied zu bekannten Lösungen deutlich bzw. in hohem Maße reduziert werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist an dem Endabschnitt ferner eine Sekundärdichtung derart angeordnet, dass sich die Sicherheitsdichtung zwischen der Hauptdichtung und der Sekundärdichtung befindet. Die Sekundärdichtung ist dafür vorgesehen, die Verbindung zu dem benachbarten Leitungselement auch gegen ein Austreten von Flüssigkeit bzw. Fluid abzudichten, sofern eine Durchströmung der Leitungselemente mit einem Fluid bzw. einer Flüssigkeit, wie z.B. Abwasser vorgesehen ist. In diesem Fall übernimmt die Sicherheitsdichtung eine doppelte Funktion. Sie dient der Wiederherstellung bzw. Aufrechterhaltung der Dichtigkeit bei beste- hender Undichtigkeit an der Hauptdichtung und/oder der Wiederherstellung bzw. Aufrechterhaltung der Dichtigkeit bei bestehender Undichtigkeit an der Sekundärdichtung. Auch die Sekundärdichtung kann bevorzugt teilweise oder zur Gänze aus EPDM (Abk. für Ethylen- Propylen-Dien-Kautschuk) oder NBR (Abk. für Nitrilkautschuk) oder SBR (Abk. für Styrol- Butadien-Kautschuk) oder einem TPE (Abk. für thermoplastisches Elastomer) bestehen.

Auch die Sekundärdichtung kann bevorzugt in Form einer O-Ring-Dichtung oder in Form einer Lippendichtung ausgebildet sein. Alternativ kann die Sicherheitsdichtung jede beliebige Querschnittsform aufweisen, welche eingerichtet ist, eine hinreichende bzw. wirksame Dichtwirkung bereitzustellen.

Bei einer praktischen Ausführungsform weist das Leitungselement zwei entgegengesetzte Endabschnitte auf, wobei jeder Endabschnitt mit einem jeweiligen benachbarten Leitungselement verbindbar ist. Bevorzugt ist das Leitungselement bei dieser praktischen Ausführungsform geradlinig ausgebildet. Ferner kann das Leitungselement auch in Form Rohr- elements bzw. Rohrs ausgebildet sein. Insbesondere kann das Leitungselement auch in Form eines geradlinigen Rohrelements bzw. Rohrs ausgebildet sind.

Bei einer weiteren praktischen Ausführungsform weist der Endabschnitt ein Außengewinde auf, das in ein Innengewinde einschraubbar ist, das an einem Endabschnitt des benachbar- ten Leitungselements ausgebildet ist. Alternativ kann der Endabschnitt ein Innengewinde aufweisen, das auf ein Außengewinde aufschraubbar ist, das an einem Endabschnitt des benachbarten Leitungselements ausgebildet ist.

Mittels der vorgesehenen Innengewinde bzw. Außengewinde können die Leitungselemente auf praktische und einfache Weise zur Herstellung bzw. Bildung einer im Erdreich verlegten Leitung über eine Schraubverbindung miteinander verbunden werden. Durch die Schraubverbindung entsteht eine steife, lösbare, zug- und druckfeste Verbindung zwischen den Leitungselementen, welche geeignet ist, eine ungewollte Abwinkelung und Verformung, wie sie z.B. beim Auftreten auf ein Hindernis während des„Eintreibens" des Leitungselements bzw. der Leitung in das Erdreich entstehen können, weitestgehend zu vermeiden. Somit wird die Hauptdichtung nur geringfügig belastet. Insbesondere kann die Verschraubung mit geringem gleichmäßigen Kraftaufwand erfolgen, so dass ein Verschieben oder Abreißen der Hauptdichtung nur selten auftritt. Sollte dies dennoch auftreten, dient die Sicherheitsdichtung der Wiederherstellung der Dichtigkeit.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Endabschnitt zur Herstellung einer Rastverbindung rastend in einen Endabschnitt des benachbarten Leitungselements einschiebbar. Durch die Rastverbindung entsteht eine zug- und druckfeste Verbindung zwischen den Leitungselementen, welche geeignet ist, eine ungewollte Abwinkelung und Verformung, wie sie z.B. beim Auftreten auf ein Hindernis während des„Eintreibens" des Leitungselements bzw. der Leitung in das Erdreich entstehen können, weitestgehend zu vermeiden. Somit wird die Hauptdichtung nur geringfügig belastet. Die Verrastung kann mit sehr geringem Kraftaufwand erfolgen, so dass auch hier ein Verschieben oder Abreißen der Hauptdichtung nur selten auftritt. Sollte dies dennoch auftreten, dient die Sicherheitsdichtung der Wiederherstellung der Dichtigkeit. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist an der Außenfläche des Endabschnitts vorzugsweise wenigstens eine Ringnut ausgebildet, in der ein Rastring aufgenommen ist. Mittels eines Rastrings kann eine sehr wirksame zug- und druckfeste Rastverbindung geschaffen werden. Der Rastring weist vorzugsweise eine Unterbrechung auf, so dass er auf einfache Weise durch geeignetes elastisches Aufweiten auf dem Endabschnitt angeordnet und bis zur Ringnut geschoben werden kann.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Endabschnitt rastend auf einen Endabschnitt des benachbarten Leitungselements aufschiebbar. Vorzugsweise ist bei dieser alternativen Ausführungsform an der Innenfläche des Endabschnitts wenigstens eine Ringnut ausgebil- det, in der ein Rastring aufgenommen ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist an einer Innenwandung des Leitungselements wenigstens ein Identifikationselement angebracht. Das Identifikationselement ist vorzugsweise aus dem Innenvolumen des Leitungselements heraus nachweisbar, wobei das In- nenvolumen von der Innenwandung des Leitungselements begrenzt ist. Das Identifikati- onselement ist mit Daten bzw. Informationen versehen, die vorzugsweise das Leitungselement bzw. die im Erdreich verlegte Leitung betreffen, also Daten bzw. Informationen wie Seriennummern, Werkstoffangaben, durch Normen bzw. Gesetze geforderte Daten, Herstellerangaben, Herstellungsdatum, Rohrtyp, Rohrmaterial usw. Die Daten bzw. Informatio- nen können in Form von Schriftzeichen bzw. symbolischen Zeichen vorliegen. Die Daten bzw. Informationen sind durch Verwendung von in das Innenvolumen des Leitungselements bzw. in das Innenvolumen der verlegten Leitung einbringbaren Kontrollvorrichtungen - wie beispielsweise Kameras für die Leitungsinspektion - erfassbar, so dass sie einem Anwender zu Verfügung gestellt werden können. In der Praxis spricht man hier auch von einer Kanal-TV-Befahrung. Besonders bevorzugt ist das Identifikationselement in Form eines RFID-Chips ausgebildet. Mit einem RFID-Chip lassen auf dem RFID-Chip abgespeicherte Daten, die vorzugsweise Daten sind, die dem Leitungselement bzw. der im Erdreich verlegten Leitung zugeordnet sind, drahtlos auslesen, so dass auf den Einsatz von Kontrollvorrichtungen, wie Kameras für die Leitungsinspektion, verzichtet werden kann.

Bei einer praktischen Ausführungsform ist das Leitungselement mit einer verschleißfesten Außenschicht versehen. Die verschleißfeste Außenschicht verhindert eine Beschädigung des Leitungselements, vorzugsweise eine Beschädigung einer tragenden Innenschicht des Leitungselements, auf welcher die Außenschicht vorzugsweise aufgebracht ist, einherge- hend mit einer zusätzlichen Sicherheit beim Eintreiben bzw. Einbringen des Leitungselements bzw. der Leitung in das Erdreich.

Die Erfindung betrifft ferner eine Leitung zur Verlegung im Erdreich, umfassend wenigstens ein erfindungsgemäßes Leitungselement, vorzugsweise wenigstens zwei miteinander ver- bundene erfindungsgemäße Leitungselemente. Zur Verbindung der Leitungselemente werden Endabschnitte der Leitungselemente derart miteinander verbunden, dass die jeweils von einer Innenwandung begrenzten Innenvolumina der Leitungselemente verbunden sind. Insbesondere kann die Leitung zur Verlegung im Erdreich beispielsweise wenigstens 3 und bis zu 10 oder wenigstens 3 und bis 20 verbundene erfindungsgemäße Leitungselementen umfassen, wobei die Anzahl je nach Anwendungsfall variieren kann. Kurzbeschreibuna der Zeichnungen

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leitungselements und ein von diesem beabstandetes benachbartes Leitungselement, Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung einer Anordnung umfassend ein erfindungsgemäßes Leitungselement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welches mit einem benachbarten Leitungselement verbunden ist,

Fig. 3 schematische Draufsicht der Anordnung aus Fig. 3, und

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Details der Fig. 3.

Die Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leitungselements 10 und ein von diesem beabstandetes benachbartes Leitungselement 12.

Das dargestellte Leitungselement 10 für eine im Erdreich zu verlegende Leitung weist einen mit dem benachbarten Leitungselement 12 über eine Schraubverbindung verbindbaren Endabschnitt 14 auf. Hierfür ist der Endabschnitt 14 mit einem Außengewinde 16 versehen, das in ein Innengewinde 18 einschraubbar ist, das an dem Endabschnitt 14 des benachbarten Leitungselements 12 ausgebildet ist. An dem Endabschnitt 14 des Leitungselements 10, das in Form eines Rohrelements bzw. eines Rohres ausgebildet ist, sind eine Hauptdichtung 20 in Form einer Lippendichtung und eine Sicherheitsdichtung 22 aus einem quellfähigen Material angeordnet und in Ringnuten 26 aufgenommen, wobei die Sicherheitsdich- tung in Form eines O-Rings ausgebildet ist. Bei bestehender Verbindung zwischen den beiden Leitungselementen 10, 12 ist die Hauptdichtung 20 dafür vorgesehen, die Verbindung gegen eindringende Flüssigkeit, wie z.B. Grundwasser abzudichten. Die Sicherheitsdichtung 22 ist dafür vorgesehen, die Dichtigkeit der Verbindung bei bestehender Undichtigkeit - z. B. infolge eines Verrutschens der Hauptdichtung 20 oder infolge einer Beschädi- gung an der Hauptdichtung 20 - wiederherzustellen. Die Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Anordnung umfassend ein erfindungsgemäßes Leitungselement 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welches mit einem benachbarten Leitungselement 12 verbunden ist.

Das in Fig. 2 dargestellte Leitungselement 10 weist einen Endabschnitt 14 auf, der rastend auf einen Endabschnitt 14 des benachbarten Leitungselements 12 aufgeschoben ist, wobei die Rastverbindung mittels eines Rastrings 24 realisiert ist, der in einer an der Innenfläche 25 des Endabschnitts 14 ausgebildeten Ringnut 26 aufgenommen ist Der Rastring 24 weist zur Erleichterung der Montage eine Unterbrechung 28 auf, wie aus Fig. 3 und insbesondere aus der vergrößerten Detail-Darstellung der Fig. 4 ersichtlich. An der Innenfläche 25 des Endabschnitts 14 des Leitungselements 10, das in Form eines Rohrelements bzw. eines Rohres ausgebildet ist, sind ferner eine Hauptdichtung 20 in Form einer Kompressionsdichtung, welche wiederum in Form eines O-Ring ausgebildet ist, und eine Si- cherheitsdichtung 22 aus einem quellfähigen Material, die ebenfalls in Form eines O-Rings ausgebildet ist, angeordnet und in Ringnuten 26 aufgenommen. Ähnlich wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hauptdichtung 20 dafür vorgesehen, die Verbindung gegen eindringende Flüssigkeit, wie z. B. Grundwasser abzudichten. Die Sicherheitsdichtung 22 ist dafür vorgesehen, die Dichtigkeit der Verbindung bei bestehender Undichtigkeit - z. B. infolge eines Verrutschens der Hauptdichtung 20 oder infolge einer Beschädigung an der Hauptdichtung 20 - wiederherzustellen.

Ferner ist an dem Endabschnitt 14 noch eine Sekundärdichtung 30 in Form einer Kompressionsdichtung 30 derart angeordnet, dass sich die Sicherheitsdichtung 22 zwischen der Hauptdichtung 20 und der Sekundärdichtung 30 befindet. Die Sekundärdichtung 30 ist dafür vorgesehen, die Verbindung zwischen den beiden Leitungselementen 10, 12 auch gegen ein Austreten von Flüssigkeit bzw. Fluid abzudichten, sofern eine Durchströmung der beiden Leitungselemente 0, 12 mit einem Fluid bzw. einer Flüssigkeit, wie z.B. Abwasser vorgesehen ist. In diesem Fall übernimmt die Sicherheitsdichtung 22 eine doppelte Funkti- on. Sie dient der Wiederherstellung bzw. Aufrechterhaltung der Dichtigkeit bei bestehender Undichtigkeit an der Hauptdichtung 20 und/oder der Wiederherstellung bzw. Aufrechterhaltung der Dichtigkeit bei bestehender Undichtigkeit an der Sekundärdichtung 30. Bezugszeichenliste:

10 Leitungselement

12 benachbartes Leitungselement

14 Endabschnitt

16 Außengewinde

18 Innengewinde

20 Hauptdichtung

22 Sicherheitsdichtung

24 Rastring

25 Innenfläche Endabschnitt

26 Ringnut

28 Unterbrechung Rastring

30 Sekundärdichtung