CH629869A5

CH629869A5 - Fugendichtung mit dichtungsstreifen bei stossfugen zwischen einzelnen bauelementen.

Info

Publication number: CH629869A5
Application number: CH324178A
Authority: CH
Inventors: Ernst Dr Berger; Norbert Herwegh
Original assignee: Daetwyler Ag
Priority date: 1978-03-23
Filing date: 1978-03-23
Publication date: 1982-05-14
Also published as: FR2420615A1; HK62783A; DE2910090C2; NL7902287A; GB2017194A; DE2910090A1; US4195850A; GB2017194B; AU4519479A

Description

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise näher erläutert, es zeigen:

Fig. 1 einen aus ebenen Platten zusammengesetzten Boden bzw. eine Wand mit der erfindungsgemässen Fugendichtung mit Dichtungsstreifen;

Fig. 2 ein aus Tübingen oder gebogenen Platten zusammengesetztes Rohr mit der erfindungsgemässen Fugendichtung mit Dichtungsstreifen;

Fig. 3 einen Bereich einer ersten Ausführungsform des Dichtungsstreifens in isometrischer Darstellung:

Fig. 4 eine Aufsicht auf einen Eckbereich einer leicht abgeänderten zweiten Ausführungsform;

Fig. 5a, 5b Querschnitte durch den Dichtungsstreifen ausserhalb seiner Eckbereiche, und

Fig. 6 vier aufeinanderstossende, infolge Passungenauigkei-ten gegeneinander versetzte Elemente samt Dichtungsstreifen.

Die Fig. 1 zeigt einen aus Bauelementen 1 zusammengesetzten Boden; in gleicher Weise könnte auch eine Wand derart aufgebaut sein. Die Elemente 1 sind dabei so angeordnet, dass Längsfugen 2 und Querfugen 3 entstehen, die sich gegenseitig kreuzen.

Jedes Bauelement 1 ist von einem Dichtungsstreifen 4 umgeben. Wie ersichtlich, läuft dieser um alle Schmalseiten des quaderförmigen Elementes 1 herum, d. h. über die beiden Stirnseiten 5 und die dazwischenliegenden langen Schmalseiten 6. Er bildet also eine Art Rahmen um das Element 1. Weil das Element hier relativ dünn ist, trägt es nur einen Dichtungsstreifen ; bei dickeren Elementen können aber ohne weiteres zwei oder noch mehr Dichtungsstreifen vorgesehen sein. Auf die Erfindung hat die Anzahl derselben keinen Einfluss.

Wie ersichtlich, stossen hier die Elemente 1 nur über ihre Dichtungsstreifen 4 aneinander. Beim Verspannen ergibt sich dadurch an den aneinanderstossenden Seiten eine gute Abdichtung. In den Ecken, also an den Kreuzungsstellen der Fugen 2 und 3, fällt jedoch der Druck ab, und zwar entweder infolge Toleranzen im Material oder infolge der Anordnung der Elemente oder auch wegen beidem zusammen. Hier könnte also eine Leckstelle entstehen, die selbst bei grösstem Druck nicht zuverlässig dichtet. Die Massnahmen zur Vermeidung solcher Leckstellen werden im folgenden erläutert.

Dass die Elemente 1 mit ihren Dichtungsstreifen 4 aufeinan-derstossen, ist für die Erfindung nicht zwingend ; so kann beispielsweise auch ein Element mit einem Dichtungsstreifen auf eines ohne einen solchen stossen, oder die Dichtungsstreifen können bei den aneinanderstossenden Elementen versetzt angeordnet sein.

Fig. 2 zeigt eine andere Anwendung. Hier sind die Bauelemente 1 ebenfalls rechteckig, die aber aus ihrer Ebene herausgebogen sind. Solche Elemente, sogenannte Tübinge, werden namentlich beim Tunnel- oder Stollenbau eingesetzt. Es folgt schon aus dieser Anwendung, dass hier eine besonders einwandfreie Abdichtung vorhanden sein muss. wenn das Tunnel bzw. der Stollen nicht durch eindringendes Wasser überflutet werden soll.

Wie erwähnt, können in beiden Fällen die Dichtungsstreifen direkt auf der Oberfläche der Elemente 1,1'angeordnet oder aber auch teilweise in diese eingelassen sein, indem in den Schmalseiten 5,6 eine hier nicht gezeigte Nut oder Aussparung vorgesehen wird.

Nicht dargestellt ist in diesen beiden Ausführungsbeispielen eine versetzte Anordnung von Elementen einer Reihe gegenüber der anderen Reihe. Zwar werden damit durchgehende Stossfugen 3 vermieden und dadurch die Dichtung verbessert (eine Massnahme, die auch auf ganz anderen Gebieten bekannt ist, 5 z. B. bei Erstellung von Gebäuden aus Backsteinmauerwerk). Aber auch die solcherart entstehenden T-förmigen Fugenanordnungen, bei denen also zwei aneinanderstossende Elemente auf ihren Schmalseiten 6 durch ein weiteres Element überlappt werden, sind nicht völlig frei von Dichtungsproblemen, so dass io die nachstehenden Ausführungen auch hier Gültigkeit haben.

Eine erste Ausführungsform eines Dichtungsstreifens zeigt Fig. 3. Er besteht aus zwei Profilteilen 7,8 entlang einer Stirnseite 5 und entlang einer langen Schmalseite 6 eines Elementes 1, 1'. Diese Profilteile 7,8 erhalten ihre federnde Nachgiebigkeit 15 entweder durch Rippen (nicht dargestellt) oder durch parallel zueinanderverlaufende Hohlräume 9, die entweder in sich geschlossen sind (Fig. 5a) oder die zu einer brücken- oder portalartigen Ausbildung der Profilteile führen. Die Profile selber bestehen aus einem zwar elastischen, aber relativ harten 20 Material.

Dort, wo der Dichtungsstreifen von einer Stirnseite 5 auf eine Schmalseite 6 wechselt, also in einer der vier Ecken 10 des Elementes 1,1', wird nun bei dieser Ausführungsform ein Bereich, hier also ein Eckbereich 11, vorgesehen, für welchen ein 25 Material verwendet wird, dessen elastische Eigenschaften von denjenigen des Materials für die Profilteile 7,8 abweichen. Diese Eckbereiche 11 werden so ausgebildet, dass dieProfilteile7,8 von beiden Seiten her bis zu einem genau bestimmten Punkt im Abstand von der Innenecke in eine Vulkanisierform eingescho-30 ben werden. Der freibleibende Eckbereich wird von einem plastischen Material ausgefüllt, da es sich bei der anschliessenden Vulkanisation unter Druck und Hitze mit den Profilteilen fest verbindet. Die Materialhärte im Eckbereich 11 wird wesentlich weicher gewählt als die der Profilteile. Während die Flexibilität 35 der Profilteile wie erwähnt durch Materialdeformation unter Druck innerhalb des vorgesehenen Querschnittes erreicht wird, soll der volle Materialquerschnitt im Eckbereich, der in sich praktisch inkompressibel ist, durch Ausweichen in alle möglichen, infolge derToleranzen oder Ungenauigkeit sich bildenden 40 Hohlräume deformiert werden. Hierfür muss dieses Material aber eine extrem hohe Dehnung aufweisen, was nur mit einer weichen Qualität zu erreichen ist. Durch diese Anordnung wird auch bei grossen Toleranzen im Eckbereich 11 eine gute Anpassungsfähigkeit des Dichtungsstreifens in allen möglichen Rich-45 tungen erreicht. Bei der Kompression des Eckbereiches 11 entsteht innerhalb des Materialquerschnittes ein relativ grosser, nahezu gleichmässiger Druck, ähnlich wie bei einer Flüssigkeit, der jedoch zu den Rändern hin etwas abfällt.

50 Die beschriebene Massnahme ist aber immer noch nicht imstande, eine einwandfreie Dichtung in den Eckbereichen 11 herbeizuführen, namentlich wenn, wie in den Fig. 1 und 2 vier solche Bereiche 11 aneinandergrenzen. Deshalb wird in jedem Eckbereich 11 eine Zone 12 ausgespart, in welche ein anderes 55 plastisches Material eingebaut wird, das jedoch nicht vulkanisiert wird und deshalb dauernd plastisch bleibt. Dieses Material reicht auf einer genau bestimmten Höhe des Querschnittes bis in den unmittelbaren Eckbereich, wird aber oben und unten immer noch von dem ausvulkanisierten elastischen Material des Eckbe-60 reiches 11 umschlossen.

Wie diese Zone 12 aussehen kann zeigen die Fig. 3,4 und 8. Gemäss Fig. 3 ist die Zone ein hohler zylindrischer Raum, in welchen das plastische Material eingefüllt wird, und dieser Raum erstreckt sich im wesentlichen diagonal bis an die äussere Eck-65 kante 13 des Eckbereiches, wo das Material an die Oberfläche des Dichtungsstreifens 4 bzw. seines Eckbereiches 11 tritt. Die Zone 12 kann, wie Fig. 4 zeigt, bis an die innere Eckkante 14 durchgeführt sein, oder, wie aus Fig. 3 ersichtlich, vorher enden.

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Auch die Form des Hohlraumes spielt keine Rolle ; diese kann vom elastischen Material vollständig umgeben und befindet sich ebenso gut prismatisch sein. somit wegen seiner Viskosität in einem vollständig umschlosse-

Bei der Kompression des Eckbereiches 11 überträgt sich der nen Raum. Innerhalb dieses Raumes entsteht nun überall der-Innendruck des deformierten elastischen Materials des Eckberei- selbe Druck, so dass das plastische Material alle noch vorhande-ches 11 auf das plastische Material der Zone 12 und versucht s nen Hohlräume oder Spalte schliesslich ganz ausfüllt. Gleichzei-djeses in Richtung auf die äussere Eckkante 13 aus der Zone 12 tig entsteht im Kontaktbereich der plastischen Materialien eines herauszupressen. Dort drückt dieses Material aber auf das Eckbereiches mit dem der anderen Eckbereiche durch die spe-

plastische Material des Nachbareckbereiches oder der Nachbar- zielle Auswahl des Materials eine Klebeverbindung, die auch eckbereiche. Die Grösse der Austrittsfläche des plastischen dann noch dichtet , wenn der eigentliche Dichtdruck einmal

Materials aus dem elastischen Eckbereich 11 wird so gewählt, io nachlassen sollte.

dass sie immer grösser ist als die maximale mögliche Fugenab wei- Diese Klebeverbindung ergibt sich selbst dann, wenn gemäss chung. Auf diese Art und Weise muss bei jeder Fugentoleranz Fig. 6 die vier Eckbereiche 11 der vier Dichtungsstreifen 4 sich der bzw. die kritischen Kontaktpunkte zwischen zwei oder infolge Bauungenauigkeiten oder auch wegen nachträglicher mehreren Ecken automatisch in den Kontaktbereich des piasti- Verschiebungen ziemlich stark deformieren. Das elastische sehen Materials fallen. ls Material jedes Bereiches 11 und das plastische Material der

Weil das plastische Material der Zone 12 eine sehr hohe Zonen 12 bewirken auch dann noch eine einwandfreie Abdich-

Viskosität aufweist, kann es nicht in allenfalls noch entstandene tung. Das hier dargestellte Beispiel ist immer noch idealisiert, da Hohlräume eindringen, welche sich zwischen aneinanderstossen- sich die beiden Fugen 2,3 in den wenigsten Fällen so kreuzen, wie den Eckbereichen 11 bilden, da diese Hohlräume oft nur noch die dies hier dargestellt ist, sondern es entsteht ein Netzwerk von T-Grösse von Kapillaren haben. Das plastische Material ist jedoch 20 förmigen, gegeneinander versetzten Fugen.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE dig, dass die stirnseitigen Abschlussflächen der Elemente unter einander immer in einer Ebene liegen.

1. Fugendichtung mit Dichtungsstreifen (4) bei Stossfugen Die Fugendichtung ist so ausgebildet, dass jeder Dichtungs-zwischen einzelnen Bauelementen, wobei jedes Bauelement streifen entsprechend der geometrischen Form der Elemente einen polygonalen Querschnitt und an jedem Ende eine minde- 5 einen Rahmen bildet, der auf die rings um jedes Element stens teilweise ebene Stirnseite (5) aufweist, mindestens ein umlaufenden Stirn- und Schmalseiten aufgebracht wird. Sind solcher Dichtungsstreifen nach Art eines Rahmens sich von einer diese eben, kann der Dichtungsstreifen auf ihrer Oberfläche Stirnseite zur andern entlang zweier gegenüberliegenden angeordnet, z.B. aufgeklebt sein. Vorzugsweise geschieht aber Schmalseiten (6) des polygonalen Querschnitts sowie über die die Fixierung der Dichtungsrahmen dadurch, dass in diesen sonst Stirnseiten selber hinwegzieht, und wobei der Dichtungsstreifen 10 ebenen Seiten der Elemente eine Nut vorhanden ist, in die ein wenigstens einen Bereich aus einem Material aufweist, das Teil des Dichtungsquerschnittes versenkt werden kann, während elastischer als das Material des übrigen Teils des Dichtungsstrei- der andere Teil vorsteht und später bei der Montage verpresst fens ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Bereich ein Eckbe- wird. Die Höhe des vorspringenden Teiles über die Stirnfläche reich (11 ) ist, an welchem der Dichtungsstreifen (4) von einer der hinaus richtet sich nach der Breite der gewünschten Fuge, nach Stirnseiten (5) zu einer der Schmalseiten (6) des Bauelementes 15 der voraussichtlichen Fugentoleranz und der notwendigen miniwechselt, und dass in diesem Bereich eine Zone (12) ausgespart malen Vorspannung, um eine sichere Abdichtung zu erreichen, ist, in der sich ein hochviskoses, nichtvulkanisiertes und daher Solche Dichtungsstreifen sind in verschiedenen Formen unter Druck plastisch verformtes Material befindet, welches bekannt und werden speziell bei der Abdichtung von Tunnels mit diesen Druck gleichmässig auf den es umschliessenden Eckbe- Tübingen aus Stahl oder Beton verwendet (Tübinge sind weitgereich (11) verteilt. 20 hend rechteckige Elemente, die in einer Richtung teilkreisförmig
2. Fugendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, gebogen sind. Mehrere solche Tübinge zusammengefügt ergeben dass die Zone (12) sich im wesentlichen diagonal zur äusseren einen Kreisring. Werden eine Anzahl solcher Ringe hintereinan-Ecke (13) des Eckbereiches erstreckt, ringsherum vom elasti- der angeordnet, dann ergibt sich ein Rohr von beliebiger Länge), sehen Material desselben umgeben ist und nur an dieser äusseren Die Schwierigkeit der Abdichtung liegt vor allem in der Ecke des Eckbereiches an die Oberfläche des Dichtungsstreifens 25 Ausbildung der Ecken. Im Bereich der linienförmigen Dichtritt. tungsbereiche, seien es gebogene oder gerade, ist eine Abdich-
3. Fugendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, tungmit Dichtungsprofilen einfach zu berechnen und zu prüfen, dass die Zone (12) sich an der äusseren Ecke (13) des Eckberei- weil für jede vorkommende Fugenbreite mit Hilfe eines Druck-ches (11) befindet und sich über die ganze Höhe des Dichtungs- wegdiagrammes der effektive Dichtdruck ermittelt werden kann, streifens erstreckt. 30 Schwierig ist die Abdichtung im Bereich der Ecken. Jenach
4. Fugendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Montageart entsteht hier eine T-förmige Fuge, bei der zwei dass die Zone (12) sich diagonal durch den ganzen Eckbereich Elementecken gemeinsam auf die Längsseite eines dritten Ele-(11) hindurch erstreckt und sowohl an der äusseren wie an der mentes stossen, oder eine kreuzförmige Fuge, wenn vier Ele-inneren Ecke des Eckbereiches an die Oberfläche des Dichtungs- mentecken gleichzeitig aufeinanderstossen. Theoretisch sind bei streifenstritt. 35 spitzwinkligen Elementen auch Knotenpunkte denkbar, an denen mehr als vier Ecken zusammenstossen.

Während sich im Bereich der linienförmigen Fuge Toleranzen von ± X ergeben, können sich im Eckbereich die Toleranzen auf Die Erfindung betrifft eine Fugendichtung mit Dichtungs- verschiedene Arten summieren. Im ungünstigen Falle können streifen bei Stossfugen zwischen einzelnen Bauelementen, wobei40 alle vier Ecken so gegeneinander versetzt sein, dass sich ein jedes Bauelement einen polygonalen Querschnitt und an jedem quadratisches Loch zwischen den Elementen ergibt.

Ende eine mindestens teilweise ebene Stirnseite aufweist, minde- Aber selbst bei der T-förmigen Fuge ohneToIeranzabwei-stens ein solcher Dichtungsstreifen nach Art eines Rahmens sich chung ergeben sich Schwierigkeiten bei der Abdichtung im von einer Stirnseite zur andern entlang zweier gegenüberliegen- unmittelbaren Berührungspunkt der Dichtungsecken. Während, der Schmalseiten des polygonalen Querschnitts sowie über die 45 wie bereits erwähnt, der Dichtdruck im Bereich der linienförmi-Stirnseiten selber hinwegzieht, und wobei der Dichtungsstreifen gen Abdichtung vorausbestimmbar ist, fällt er im Bereich der wenigstens einen Bereich aus einem Material aufweist, das Ecken unkontrollierbar ab und kann je nachdem wie die Ele-

elastischer als das Material des übrigen Teils des Dichtungsstrei- mente bei der Montage gegeneinander verschoben werden, im fens ist. äussersten Eckbereich praktisch 0 betragen. Es wird noch erheb-

Wenn mehrere vorfabrizierte Beton-, Stahl- oder andere 50 lieh verschlechtert, wenn im Knotenpunkt Fugentoleranzen aufElemente zu einer Wand, einem Rohr oder einem Rechteckquer- treten oder wenn mehr als zwei Ecken zusammentreffen. In schnitt zusammengefügt werden, ist es nicht immer möglich, die solchen Fällen ist heute eine sichere Abdichtung nicht mehr Fugen nachträglich abzudichten. möglich, und diese Bereiche müssen durch eine Nachbehand-

Gründe dafür können sein: laufender grosser Wasseran- lung, z.B. durch Injizieren eines füllenden Kunststoffes, gedich-

drang, Witterungseinflüsse, Unzugänglichkeit der Fugen, z. B. 55 tet werden.

bei grosser Elementtiefe, Fertigstellungstermine usw. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Dichtungsstreifen

In solchen Fällen ist es möglich, die Dichtungsstreifen bereits mit vorstehenden Rippen auszurüsten, die eine andere Elastizität vor der Montage der Elemente an diese anzubringen und sie dann als der übrige Teil des Dichtungsstreifens aufweisen. Solche mit der Elementmontage so vorzuspannen (verpressen), dass Rippen können aber trotz Zusammendrückens kleine Hohl-

sofort die notwendige Abdichtung in Funktion tritt, ohne dass die60 räume offenlassen, was vor allem in Eckbereichen unzulässig ist. ganze Fugendichtung einer zusätzlichen Nachbehandlung be- Andere Dichtungsstreifen enthalten einen Klebstoff, der bei darf. ihrem Einschieben heraus und in die Stossfugen hineingepresst

Die in Frage kommenden Elemente haben meist einen recht- wird. Dieses Auspressen ist aber nur bei niederviskosen Materia-eckigen Querschnitt, es können aber auch polygonale Formen lien möglich, die jedoch keine hohen äusseren Drücke aushalten wie Dreiecke, Sechsecke usw. zur Anwendung gelangen. Dabei 65 können, was ebenfalls an denjenigen Stellen, an denen Stossfu-ist es unwesentlich, ob die Elemente plan oder gebogen sind gen sich kreuzen oder wenigstens aufeinandertreffen, ungenü-
(z. B. bogenförmiger Querschnitt, wenn mehrere Elemente zu gend ist.

einem Rohr zusammengefügt werden). Es ist lediglich notwen- Der Zweck der Erfindung besteht nun darin, eine Fugendich-

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tung mit einem Dichtungsstreifen zu schaffen, bei welchem wenigstens ein Bereich so ausgebildet ist, dass durch den beim Vorspannen bzw. Verpressen entstehenden Druck eine einwandfreie Abdichtung auch an diesen kritischen Stellen stattfindet.

Eine solche Fugendichtung mit Dichtungsstreifen der eingangs erwähnten Art ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet.