Filterrohr
Es sind Filterrohre aus verschiedenen Materialien bekannt, die in Erdverlegung für Drainagezwecke oder als Filterbrunnenrohr für die Auskleidung eines Brunnenschachtes oder auch für ähnliche Aufgaben verwendet werden. Bekannte Filterrohre bestehen bisher entweder aus Stahl, wobei für die Herstellung vorzugsweise ein Stahlblech durch Stanzen mit Schlitzen versehen wird und dann zu einem Rohr gerundet und verschweisst und anschliessend verzinkt wird, oder sie bestehen auch aus Schiffs sperrholz, das in ähnlicher Weise zu einem Rohr gewickelt und in das Schlitze eingefräst werden, und schliesslich werden auch mit Schlitzen versehene PVC Druckrohre als Filterrohre verwendet.
Das verwendete Material bestimmt natürlich die Lebensdauer eines solchen im Erdreich verlegten Rohres, und es ist bekannt, dass Holz wie auch PVC altern und die Druckfestigkeit des Rohres mit der Zeit nachlassen kann, was auch auf ein Stahlrohr zutrifft, wenn es Korosionseinwirkungen unterworfen ist.
Ausserdem ist es auch in bezug auf die Festigkeit nachteilig, wenn bei aus PVC oder Sperrholz bestehenden Rohren die Materialstruktur an den nachträglich angebrachten Filteröffnungen in der Rohrwandung unterbrochen wird.
Es ist daher das Ziel vorliegender Erfindung, ein Filterrohr für die verschiedenen Verwendungszwecke aus einem für die Erdverlegung besonders geeigneten widerstandsfähigen Material zu schaffen, dessen Herstellung sehr einfach ist und gleichzeitig die vorgenannten Nachteile bisher bekannter Herstellungsmethoden auszuschliessen ermöglicht. Die Erfindung betrifft daher ein Filterrohr sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung und dessen Verwendung als Filterbrunnenrohr.
Das Filterrohr ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass es ein aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehender Wickelkörper ist, der aus um die Rohrachse schraubenlinienförmig und mit Linksund Rechtssteigung kreuzweise gewickeltem Bandmaterial aus in Harz eingebetteten Glasfasern besteht, bei dem die jeweils mit gleicher Steigung im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Materialbahnen einen Abstand voneinander aufweisen, welcher die Grösse der von den sich kreuzenden Bahnen begrenzten Filteröffnungen im Rohr bestimmt. Dabei kann vorzugsweise der Wickelkörper aus mehrlagig übereinander angeordnetem Bandmaterial bestehen, und die in den verschiedenen Lagen mit Überdeckung verlaufenden und in Harz eingebetteten Glasfasern können zweckmässig durch das Harz verbunden und lagefixiert sein.
In bevorzugter Weise kann ferner die durch das Verhältnis der Fläche aller oeffnungen zur Gesamtrohr- fläche definierte Porosität des Rohres mindestens 300/0 betragen, was eine Verdreifachung gegenüber dem entsprechenden Wert bei bisher bekannten Filterrohren vergleichbarer Abmessungen und Festigkeitswerten bedeutet und von erheblichem Vorteil ist.
Das Verfahren zur Herstellung des Filterrohras ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass von einer Anzahl aus aufgespulten Glasfasern bestehenden Bobinen abgespult und in einem Harzbad mit Harz durchtränkte Rovings durch einen Kamm geführt werden, mit dessen Hilfe sie im Abstand parallel nebeneinander gehalten werden, und mit diesem Abstand auf einen sich drehenden Wickelkern unter einem von 900 abweichenden Wickelwinkel zur Kernachse aufgewikkelt werden, wobei der Kamm parallel längs des Wikkelkerns bewegt wird, und dass die Bewegung des Kamms bei Erreichen des Wickelkernendes durch den in Bewegungsrichtung vorderen Roving umgekehrt und der Wickelwinkel in den Ergänzungswinkel zu 1800 verändert wird,
wodurch zwischen den sich nunmehr überkreuzenden Rovings durch deren Abstand beim Wickeln bestimmte Zwischenräume als Filteröffnungen gebildet werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen, in welchen eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes rein beispielsweise dargestellt ist. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht des Filterrohres;
Fig. 2 in vergrössertem Masstab einen Ausschnitt der Abwicklung des Filterrohres;
Fig. 3 in vergrössertem Masstab einen Schnitt durch gleich orientierte Materialbahnen des Rohrgeflechts entlang der Linie II-II in Fig. 2.
Das Filterrohr stellt nach Fig. 1 einen kreiszylindrischen Wickelkörper 10 dar, der durch schraubenlinienförmiges Umwickeln eines nicht dargestellten Wickelkerns mit schmalen Materialbahnen 11 in Linkssteigung und kreuzweise dazu weiteren Materialbahnen 12 in Rechtssteigung hergestellt ist, und welcher Wickelkörper nach Verfestigung des Materials, das während der Rohrherstellung nachgiebig verformbar ist, vom Wickelkern gelöst wird. Beim Wickeln wird zwischen den einzelnen Materialbahnen ein Abstand eingehalten, welche die Grösse der von den sich kreuzenden Bahnen begrenzten Filteröffnungen 13 im Rohr bestimmt.
Aus der einen Ausschnitt aus der Abwicklung des Rohrmantels in vergrössertem Masstab darstellenden Fig. 2 ist zu erkennen, dass die Materialbahnen 11 und 12 sich rechtwinklig kreuzen, was in bezug auf die Gestalt der Filteröffnungen 13 vorteilhaft aber nicht zwingend erforderlich ist. Bei einer von der gezeichneten abweichenden Steigung würden sich anders geformte, beispielsweise rautenförmige Filteröffnungen ergeben, in deren spitzen Ecken sich Schmutz leichter festsetzen kann. Je nach der gewählten Steigung können mehrere Materialbahnen mit Abstand nebeneinander verlaufen, d. h. die Anordnung der Bahnen wäre jeweils mehrgängig mit Rechts- bzw. Linkssteigung ausgeführt.
Der in vergrössertem Masstab in Fig. 3 dargestellte Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 2 lässt erkennen, dass die Materialbahnen 12 bis zu einer gewünschten Rohrwandstärke mehrlagig übereinander angeordnet sind, und es ist in Fig. 3 dargestellt, dass jede Lage aus einem Roving 14, d. h. einem Strang aus einer Vielzahl von Glasfasern besteht, der in einem Harz 15, beispielsweise Epoxydharz oder Polyesterharz eingebettet ist, wobei das Harz, mit dem jeder einzelne Roving getränkt ist, im Zuge des Aufeinanderschichtens die Verbindung der einzelnen Lagen herstellt bevor er insgesamt erhärtet.
Es versteht sich, dass der Schichtaufbau in der Weise erfolgt, dass zunächst auf mindestens eine Lage mit Rechts- oder Linkssteigung mindestens eine nächste Lage mit der entsprechend anderen Steigung folgt, und dass durch die an den Kreuzungsstellen abwechselnd oben oder unten liegenden Lagen ein Flechtwerk entsteht und das gesamte Filterrohr somit ein Rohrgeflecht darstellt, was aus den Figuren nicht ersichtlich ist.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des Filterrohres bedient man sich einer Wickelmaschine, mit der ein zylindrischer Wickelkern horizontal angeordnet rotiert werden kann, wobei längs des Wickelkernes ein Verle- geschlitten achsparallel hin und her bewegt werden kann. Eine solche bekannte Wickelmaschine besitzt ferner ein dem Verlegeschlitten zugeordnetes Harzbad, dem die einzelnen Glasfaser-Rovings von einer Anzahl von Bobinen zugeführt werden, auf welchen die Glasfasern in Strängen aufgespult sind, und die getränkten Rovings durchlaufen einen dem Harzbad nachgeordne- ten Kamm, mit dessen Hilfe sie in dem gewünschten Abstand parallel nebeneinander gehalten werden, um auf den Wickelkern unter einem bestimmten Wickelwinkel zur Kernachse aufgewickelt zu werden, wobei Kamm und Harzbad parallel längs des Wickelkerns bewegt werden,
bis der in Bewegungsrichtung vorderste Roving beim schraubenlinienförmigen Wickeln das eine Ende des Wickelkernes erreicht hat, worauf die Bewegungsrichtung umgekehrt wird und auch der Wikkelwinkel verändert wird, damit sich die Materialbahnen kreuzen, wodurch zwischen den mit Abstand aufgewickelten Rovings Zwischenräume als Filteröffnungen im Rohr gebildet werden. Der Bewegungszyklus hin und zurück wird je nach der gewünschten Rohrwandstärke wiederholt, womit mehrere Lagen aufeinander geschichtet werden.
Das auf diese Weise erhaltene Filterrohr besitzt durch die Glasfaserverstärkung eine gute Scheiteldruckfestigkeit, d. h. eine Festigkeit gegenüber radialer Belastung durch Erddruck, was bei jeglicher Art von Erdverlegung solcher Rohre ausschlaggebend ist.
Neben der horizontalen Verlegung solcher Filterrohre für die Drainage im Erdreich dient das Filterrohr in bevorzugter Verbindung als Filterbrunnenrohr, das die im wesentlichen radikal angeordnete Auskleidung eines Brunnenschachtes bildet und bei welcher Verwendungsart sich seine vorteilhaften Eigenschaften, wie geringes Gewicht, Korrosionsfestigkeit usw. optimal auswirken. Insbesondere ist bei diesem Rohr aufgrund seiner Herstellung die durch das Verhältnis der Fläche aller Offnungen zur Gesamtrohrfläche definierte Porosität sehr viel grösser als bei vergleichbaren bekannten Rohren dieser Art und beträgt 3 > 35 /o, wohingegen bisher für diesen Zweck verwendete Filterrohre eine Porosität von 10 /e aufweisen.
PATENTANSPRUCH 1
Filterrohr, dadurch gekennzeichnet, dass es ein aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehender Wickelkörper (10) ist, der aus um die Rohrachse schraubenlinienförmig und mit Links- und Rechtssteigung kreuzweise gewickeltem Bandmaterial (11, 12) aus in Harz (15) eingebetteten Glasfasern (14) besteht, bei dem die jeweils mit gleicher Steigung im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Materialbahnen einen Abstand voneinander aufweisen, welcher die Grösse der von den sich kreuzenden Bahnen begrenzten Filteröffnungen (13) im Rohr bestimmt.
UNTERANSPRÜCHE
1. Filterrohr nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkörper (10) aus mehrlagig übereinander angeordnetem Bandmaterial (11, 12) besteht, und die in den verschiedenen Lagen mit Über- deckung verlaufenden und in Harz (15) eingebetteten Glasfasern (14) durch das Harz verbunden und lagefixiert sind.
2. Filterrohr nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Verhältnis der Fläche aller Öffnungen (13) zur Gesamtrohrfläche definierte Porosität des Rohres (10) mindestens 30 /e beträgt.
PATENTANSPRUCH II
Verfahren zur Herstellung des Filterrohres nach Patentanspruch I, dadurch gekenzeichnet, dass von einer Anzahl aus aufgespulten Glasfasern bestehenden Bobinen abgespulte und in einem Harzbad mit Harz durchtränkte Rovings durch einen Kamm geführt wer
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Filter tube
There are known filter pipes made of various materials, which are used in the ground for drainage purposes or as a filter well pipe for lining a well shaft or for similar tasks. Known filter tubes have so far either been made of steel, with a steel sheet preferably being punched with slots and then rounded to a tube and welded and then galvanized, or they also consist of ship plywood, which is wound into a tube in a similar manner and into which slots are milled, and finally, PVC pressure pipes provided with slots are also used as filter pipes.
The material used naturally determines the service life of such a pipe laid in the ground, and it is known that wood as well as PVC can age and the compressive strength of the pipe can decrease over time, which also applies to a steel pipe if it is exposed to the effects of corrosion.
In addition, it is also disadvantageous in terms of strength if, in the case of pipes made of PVC or plywood, the structure of the material is interrupted at the subsequently attached filter openings in the pipe wall.
It is therefore the aim of the present invention to create a filter tube for various uses made of a resistant material that is particularly suitable for burial, the production of which is very simple and at the same time enables the aforementioned disadvantages of previously known production methods to be eliminated. The invention therefore relates to a filter tube and a method for its production and its use as a filter well tube.
According to the invention, the filter tube is characterized in that it is a wound body made of glass fiber reinforced plastic, which consists of strip material of glass fibers embedded in resin, which is wound around the tube axis in a helical manner and with a left and right incline, and in which the each with the same slope is essentially parallel to one another extending material webs have a distance from one another, which determines the size of the filter openings in the pipe bounded by the crossing paths. In this case, the winding body can preferably consist of multiple layers of tape material arranged one above the other, and the glass fibers which run in the various layers with overlap and are embedded in resin can usefully be connected and fixed in position by the resin.
In a preferred manner, the porosity of the tube defined by the ratio of the area of all openings to the total tube area can be at least 300/0, which is a three-fold increase compared to the corresponding value for previously known filter tubes of comparable dimensions and strength values and is of considerable advantage.
According to the invention, the method for producing the filter tube is characterized in that bobbins consisting of wound glass fibers are unwound and rovings impregnated with resin are passed through a comb in a resin bath, with the aid of which they are held parallel to one another at a distance and with this distance be wound onto a rotating winding core at a winding angle different from 900 to the core axis, the comb being moved parallel along the winding core, and that the movement of the comb is reversed when the winding core end is reached by the roving in the direction of movement and the winding angle towards the complementary angle 1800 is changed,
whereby certain gaps are formed as filter openings between the now crossing rovings due to their spacing during winding.
Further details and advantages of the invention emerge from the claims, the description and the drawings, in which an embodiment of the subject matter of the invention is shown purely by way of example. Show it:
Fig. 1 is a side view of the filter tube;
2 shows, on an enlarged scale, a detail of the development of the filter tube;
3 shows, on an enlarged scale, a section through identically oriented material webs of the tubular mesh along the line II-II in FIG. 2.
The filter tube represents according to Fig. 1 a circular cylindrical winding body 10, which is produced by helically wrapping a winding core, not shown, with narrow material webs 11 in a left-hand slope and crosswise to this further material webs 12 in a right-hand slope, and which winding body after solidification of the material that during the pipe production is resiliently deformable, is released from the winding core. During winding, a distance is maintained between the individual webs of material, which determines the size of the filter openings 13 in the pipe, which are delimited by the crossing webs.
From FIG. 2, which shows a section of the development of the pipe jacket on a larger scale, it can be seen that the material webs 11 and 12 cross at right angles, which is advantageous but not absolutely necessary with regard to the shape of the filter openings 13. In the case of a slope that deviates from the one drawn, differently shaped, for example diamond-shaped filter openings would result, in whose pointed corners dirt can more easily settle. Depending on the chosen slope, several webs of material can run side by side at a distance, i. H. the arrangement of the tracks would be designed with multiple threads to the right or left.
The section along the line II-II in FIG. 2 shown on an enlarged scale in FIG. 3 shows that the material webs 12 are arranged in multiple layers on top of one another up to a desired pipe wall thickness, and it is shown in FIG. 3 that each layer consists of a roving 14, d. H. consists of a strand of a plurality of glass fibers, which is embedded in a resin 15, for example epoxy resin or polyester resin, the resin with which each individual roving is impregnated, establishing the connection of the individual layers in the course of the stacking before it hardens as a whole.
It goes without saying that the layer structure is carried out in such a way that at least one layer with a right or left slope is followed by at least one next layer with the corresponding other slope, and that a wickerwork is created by the layers alternating above or below at the intersections and the entire filter pipe thus represents a pipe mesh, which is not apparent from the figures.
In the method for producing the filter tube, a winding machine is used, with which a cylindrical winding core can be rotated horizontally, with a laying carriage being able to move axially parallel to and fro along the winding core. Such a known winding machine also has a resin bath assigned to the laying carriage, to which the individual glass fiber rovings are fed from a number of bobbins on which the glass fibers are wound in strands, and the soaked rovings run through a comb after the resin bath, with its Help them to be kept parallel to each other at the desired distance in order to be wound onto the winding core at a certain winding angle to the core axis, with the comb and resin bath being moved parallel along the winding core,
until the roving foremost in the direction of movement has reached one end of the winding core during helical winding, whereupon the direction of movement is reversed and the winding angle is also changed so that the webs of material cross, whereby gaps are formed as filter openings in the tube between the rovings wound at a distance. The movement cycle back and forth is repeated depending on the desired pipe wall thickness, whereby several layers are stacked on top of one another.
The filter tube obtained in this way has good compression strength due to the glass fiber reinforcement, i.e. H. Resistance to radial loads from earth pressure, which is crucial for any type of burial of such pipes.
In addition to the horizontal laying of such filter pipes for drainage in the ground, the filter pipe is preferably used as a filter well pipe, which forms the essentially radically arranged lining of a well shaft and in which type of use its advantageous properties, such as low weight, corrosion resistance etc. have an optimal effect. In particular, due to its manufacture, the porosity of this pipe, defined by the ratio of the area of all openings to the total pipe area, is much greater than in comparable known pipes of this type and amounts to 3> 35 / o, whereas filter pipes previously used for this purpose have a porosity of 10 / e have.
PATENT CLAIM 1
Filter tube, characterized in that it is a winding body (10) made of glass fiber reinforced plastic, which consists of strip material (11, 12) made of glass fibers (14) embedded in resin (15) in a helical shape around the tube axis and with a left and right incline , in which the material webs running essentially parallel to one another with the same slope have a spacing from one another which determines the size of the filter openings (13) in the pipe delimited by the crossing paths.
SUBCLAIMS
1. Filter tube according to claim I, characterized in that the wound body (10) consists of multiple layers of tape material (11, 12) arranged one above the other, and the glass fibers (14) which run in the various layers with overlap and are embedded in resin (15) are connected and fixed in position by the resin.
2. Filter tube according to claim I and dependent claim 1, characterized in that the porosity of the tube (10) defined by the ratio of the area of all openings (13) to the total tube area is at least 30 / e.
PATENT CLAIM II
Process for the production of the filter tube according to claim 1, characterized in that rovings, which are made of wound glass fibers, are unwound from a number of coiled glass fibers and are passed through a comb in a resin bath
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