DE10019350C2 - Aufblasbares Rohrdichtkissen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein aufblasbares Rohrdichtkissen für Rohre unterschiedlichen Durchmessers mit einer im wesentlichen zylindrischen, flexiblen aber unelastischen Wandung mit einem Wandabschnitt, der im aufgeblasenen Zustand des Rohrdichtkis­ sens zur Anlage an der Rohrinnenwand bestimmt ist.

Es ist bekannt, zur Abdichtung von Rohrleitungen aufblasbare Rohrdichtkissen der oben erwähnten Art zu verwenden. Aus der EP 0 467 077 B1 ist ein aufblasbares Rohrdichtkissen der genannten Art bekannt, das an beliebiger Stelle in eine Rohrlei­ tung eingesetzt werden kann, um die Rohrleitung abzudichten. Das dort beschriebene Kissen weist konische Endstücke sowie ein kreiszylindrisches Mittelstück auf. Die Ab­ dichtung bei unterschiedlichen Rohrdurchmessern erfolgt linienförmig an den ko­ nischen Endstücken im Bereich desjenigen Durchmessers, der dem Innendurchmesser der Rohrleitung entspricht. Das im allgemeinen Falten ausbildende zylindrische Mittel­ stück kann zur Abdichtung ebenfalls beitragen, wenn es mit einem geschlossenen, umlaufenden Dichtungsstreifen aus einem elastischen Material versehen ist, wobei der Dichtungsstreifen im aufgeblasenen Zustand eine Abdichtung zwischen dem zylindri­ schen Mittelstück und der Rohrinnenwand auch im Bereich der Falten bewirkt.

Aus DE 43 15 417 C1 bzw. EP 0 625 670 B1 ist ferner ein Rohrdichtkissen bekannt, das stationär in einer Rohrleitung montiert wird, um in einfacher Weise die Funktion von herkömmlichen Absperrschiebern zu erfüllen. Das aufblasbare Rohrdichtkissen ist dabei ringförmig ausgebildet und an der Halterung radial außen flach gelegt montiert. Beim Aufblasen wölbt sich das Rohrdichtkissen nach radial innen soweit auf, dass die radiale Innenwand allseitig gegen sich selbst gedrückt wird, um so die Rohrleitung sicher zu verschließen. Ein derartiges Rohrdichtkissen läßt sich ausschließlich stationär montiert verwenden.

Die an beliebiger Stelle einsetzbaren bekannten Rohrdichtkissen lassen sich zuverläs­ sig nur über einen nicht allzu großen Bereich der Durchmesservariation einsetzen und sind für große Rohrdurchmesser nur bedingt geeignet, da für durch große Rohrdurch­ messer bedingte große Berstradien besonders haltbares Material für einen vorgegebe­ nen Innendruck verwendet werden muss.

Durch GB 2 056 012 A ist ein mehrteiliger Aufbau eines Rohrdichtkissens bekannt­ geworden, bei dem beispielsweise drei horizontale Kissen aufeinander angeordnet sind. Zur Stabilisierung der Anordnung ist ein fahrbarer Rahmen vorgesehen, der mit den Endstücken des mittleren Kissens verbunden ist.

Die vorliegende Erfindung geht von der Problemstellung aus, die Absperrung auch großer Rohrdurchmesser und auch ohne Stützrahmen für das Rohrdichtkissen zu er­ möglichen.

Ausgehend von dieser Problemstellung ist erfindungsgemäß ein Rohrdichtkissen der eingangs erwähnten Art gekennzeichnet durch einen zylindrischen Kissenkern, der ein Ventil zum Einfüllen von Gas zum Aufblasen und mantelseitige Austrittsöffnungen für das Gas aufweist und durch wenigstens ein den Kissenkern umgebendes Mantelkissen dessen Innenraum mit den Austrittsöffnungen in kommunizierender Verbindung steht, wobei zur Anlage an der Rohrinnenwand eine radiale Außenwandung des radial außen liegenden Mantelkissens bestimmt ist.

Das erfindungsgemäße aufblasbare Rohrdichtkissen besteht somit aus dem zylindri­ schen Kissenkern und wenigstens einem ringförmig ausgebildeten, den Kissenkern umgebenden Mantelkissen, dessen Innenraum mit dem Innenraum des Kissenkerns über die Austrittsöffnungen in einer kommunizierenden Verbindung steht, sodass Kis­ senkern und umgebendes Mantelkissen über ein einziges Einfüllventil aufblasbar sind. Durch die erfindungsgemäße Aufteilung des Rohrdurchmessers in verschiedene Kis­ senzonen wird der wirksame Berstradius verkleinert, sodass mit gleichem Material hö­ here Drücke oder vorgegebene Drücke mit einem weniger stabilen Material realisierbar sind. Die Abdichtung mit Hilfe dieses Rohrdichtkissens erfolgt dadurch, dass zunächst der Kissenkern im Wesentlichen vollständig in seine aufgeblasene Form gebracht wird und dass anschließend das Mantelkissen aufgeblasen wird, wobei das Mantelkissen je nach Innendurchmesser der Rohrleitung unterschiedliche Formen annehmen kann, um mit einem radial äußeren Wandabschnitt an der Rohrinnenwand unter Druck abdich­ tend anzulegen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auch große Rohr­ innendurchmesser abdichten, wobei ggf. an das dem Kissenkern benachbarte Mantel­ kissen nach radial außen ein oder mehrere weitere Mantelkissen angeschlossen wer­ den können. Im Falle mehrerer Manteldichtkissen wird das Aufblasen von radial innen nach radial außen in der erfindungsgemäßen Weise vorgenommen werden. Die An­ passung an den Rohrinnendurchmesser erfolgt somit immer mit dem äußersten Man­ telkissen.

Grundsätzlich kann zunächst der Kissenkern über ein Aufblasventil aufgeblasen wer­ den und anschließend ein Anschluss zu einem Aufblasventil des benachbarten Mantel­ kissens hergestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rohrdichtkissens sind die Austrittsöffnungen so ausgebildet, dass aus einem ungefüllten Zustand des Rohr­ dichtkissens zunächst der Kissenkern seine aufgeblasene Form praktisch vollständig einnimmt, bevor das benachbarte Mantelkissen durch das Gas seinen Außenradius deutlich verändert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass trotz des gemeinsamen Einfüllventils zunächst der Kissenkern im wesentlichen seine aufgeblasene Dimension einnimmt und anschließend das Mantelkissen aufgeblasen wird, um sich so an den Rohrinnendurchmesser anzupassen. Dadurch ist sichergestellt, dass der Kissenkern unabhängig vom Rohrdurchmesser immer seine aufgeblasene Form vollständig ein­ nimmt. Diese Funktion kann durch eine entsprechende Dimensionierung des Strö­ mungsquerschnitts der Austrittsöffnungen erreicht werden. Es ist aber auch möglich, in die Austrittsöffnungen Ventile einzusetzen, die erst beim Anliegen eines Mindest­ drucks im Kissenkern öffnen.

Insbesondere für große Rohrdurchmesser ist es zweckmäßig, Befestigungsmittel zum relativen axialen Festlegen der Mantelwandung des Mantelkissens im stirnseitigen und/oder radialen äußeren Bereich an der Mantelwandung des Kissenkerns vorzuse­ hen. Diese Befestigungsmittel haben die Funktion, das mehr oder weniger aufgeblasene Mantelkissen in seiner Form relativ zum Kissenkern zu sta­ bilisieren, sodass ein axiales Verschieben oder "Abrollen" des Mantelkissens vom Kissenkern verhindert wird.

Die Befestigungsmittel können vorzugsweise durch mehrere Gurte gebildet sein, die von der Mantelwandung des Kissenkerns ausgehend mit den beiden axialen Endbereichen des Mantelkissens verbunden sind, wobei jeder Gurt naturgemäß nur mit einem der beiden axialen Endbereiche verbunden ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen die Gurte durch den Innenraum des Mantelkissens. Bevorzugt bilden sie jeweils ein Gurtpaar, dessen Gurte sich an im wesentlichen der gleichen radialen Position befinden und sich von der Man­ telwand des Kissenkerns zu den beiden unterschiedlichen axialen Endbereichen des Mantelkissens erstrecken. Dabei können die Gurte sich in axialer Richtung kreuzen, d. h. in axialer Richtung vom Kissenkern ausgehend im wesentlichen einander entgegengerichtete Diagonalen bilden. Vorzugsweise erstrecken sich die Gurte von einer Stirnseite des Kissenkerns ausgesehen in radialer Richtung, d. h. sternförmig vom Kissenkern ausgehend.

Das Ventil zum Einfüllen des Gases in den Kissenkern befindet sich zweckmäßi­ gerweise an einer Stirnseite des Kissenkerns, wobei hierfür die Stirnseite durch eine vorzugsweise aufvulkanisierte Schicht verstärkt sein kann.

Für die Funktion des aufblasbaren Rohrdichtkissens ist es erforderlich, dass die radiale Innenwandung des Mantelkissens fest an die Wandung des Kissenkerns angeschlossen ist. Da das Rohrdichtkissen vorzugsweise aus einem gummierten Gewebe besteht, ist der feste Anschlusss bevorzugt durch Vulkanisation herge­ stellt. Dabei ist es bevorzugt, wenn der Kissenkern und das benachbarte Mantel­ kissen über eine axiale Länge eine gemeinsame Wandung aufweisen. In dieser gemeinsamen Wandung werden zweckmäßgerweise die Austrittsöffnungen des Kissenkerns angeordnet sein.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Rohrdichtkis­ sens, bestehend aus einem zylindrischen Kissenkern und ei­ nem ringförmig darum angeordneten Mantelkissen, das in zwei Extremstellungen dargestellt ist,

Fig. 2 eine Ansicht der Stirnseite der Anordnung gemäß Fig. 1, für das maximal aufgeblasene Mantelkissen.

Das in Fig. 1 im aufgeblasenen Zustand dargestellte Rohrdichtkissen besteht aus einem zylindrischen Kissenkern 1, der eine zylindrische Mantelwandung 2 und gewölbte stirnseitige Wandungen 3 aufweist.

Der Kissenkern 1 ist von einem ringförmigen Mantelkissen 4 umgeben, das im Längsschnitt ebenfalls zylindrisch ausgebildet ist und somit eine äußere Mantel­ wandung 5 und gewölbte stirnseitige Wandungen 6 aufweist. Auf der radialen Innenwand sind die stirnseitigen Wandungen 6 mit der zylindrischen Mantelwan­ dungen 2 durch Vulkanisierungen 7 fest verbunden, sodass die zylindrische Man­ telwandung 2 gleichzeitig auch die radial innere Mantelwandung des ringförmigen Mantelkissens 4 bildet. In der zylindrischen Mantelwandung 2 befinden sich (nicht dargestellte) kleine Austrittsöffnungen, die eine kommunizierende Verbin­ dung zwischen dem Innenraum des Kissenkerns 1 und dem Innenraum des Man­ telkissens 4 herstellen.

Fig. 1 zeigt das aufgeblasene Mantelkissen 4 für einen maximalen inneren Rohrdurchmesser einer durch das Rohrdichtkissen absperrbaren Rohrleitung so­ wie das Mantelkissen 4' in einer im wesentlichen flachliegenden Form für einen minimalen Rohrdurchmesser, für den das dargestellte Rohrdichtkissen verwend­ bar ist. Es ist deutlich, dass das Mantelkissen 4' aus dem im wesentlichen flach­ liegenden Zustand seinen Radius durch weiteres Aufblassen vergrößert, wodurch sich die axiale Länge der äußeren Mantelwandung 5 zugunsten der Länge der gewölb­ ten Stirnwand 4 verkürzt.

Im Innenraum des Mantelkissens 4, 4' verlaufen Gurte 8, 8', die auf gleicher radialer Position ein Gurtpaar 8, 8' bilden. In jedem Gurtpaar 8, 8' verläuft ein Gurt 8 von ei­ ner Position auf einer Seite der Mitte der axialen Länge des Rohrdichtkissens zu einem stirnseitigen Endbereich des Mantelkissens 4, 4' auf der anderen Seite der axialen Mit­ te der Länge des Rohrdichtkissens. Symmetrisch hierzu verläuft ein Gurt 8' von der anderen Seite der Mantelwandung 2 des Kissenkerns 1 zum anderen Endbereich des Mantelkissens 4, 4'. Bei symmetrischer Ausbildung der Anbringung der Gurte 8, 8' kreuzen sich diese in Höhe der Mitte der axialen Länge des Rohrdichtkissens in einem Punkt 9.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel enden die Gurte 8, 8' im Zustand des Man­ telkissens 4' im axialen Endbereich der radial äußeren Mantelwandung 5, während für einen größeren Rohrdurchmesser der Befestigungspunkt der Gurte 8, 8' an der Wan­ dung des Mantelkissens 4 in den Bereich der stirnseitigen gekrümmten Wandung 6 wandert. Durch die Gurte 8, 8' wird sichergestellt, dass sich Mantelkissen 4, 4' und Kissenkern 1 nicht relativ zueinander axial verschieben können. Durch eine derartige relative Verschiebung könnte das gesamte Rohrdichtkissen ansonsten mit einer Art Rollbewegung im abzudichtenden Rohr wandern und ggfs. zerstört werden. Zumindest für größere Rohrdurchmesser ist daher die Stabilisierung der Form des Mantelkissens 4, 4', hier durch die Gurte 8, 8', erforderlich.

Fig. 1 zeigt noch die Anordnung von zwei breiten Dichtstreifen 10 aus elastischem Material, die die Dichtwirkung der an die Rohrinnenwand gepressten radial äußeren Mantelwandung 5 des Mantelkissens 4, 4' verstärken. Die Elastizität der vorzugswei­ se aus einem geschlossenzelligen Schaumstoff gebildeten Dichtstreifen 10 muss dabei so groß sein, dass die Vergrößerung des Radius ausgehend vom Mantelkissen 4' zum Mantelkissen 4 vom Dichtstreifen 10 unter Beibehal­ tung seiner abdichtenden Wirkung mitgemacht werden kann. Ein weiches geeig­ netes Material für den Dichtstreifen 10 ist beispielsweise Moosgummi.

Fig. 2 läßt eine Frontalansicht einer stirnseitigen gewölbten Wandung 3 erken­ nen, auf der mit Hilfe einer vulkanisierten Verstärkung 11 ein Handhabungsring 12 befestigt ist. Auf einer weiteren aufvulkanisierten Verstärkung 15 befindet sich ein Aufblasventil 14, mit dem ein Gas zur Befüllung des Rohrdichtkissens, vorzugsweise Druckluft, in den Innenraum des Kissenkerns 1 eingebracht werden kann. Durch die Dimensionierung der Austrittsöffnungen in der zylindrischen Mantelwandung 2 - durch geringe Strömungsquerschnitte oder durch Einsatz von Überdruckventilen - wird sichergestellt, dass zunächst der Kissenkern 1 sei­ ne aufgeblasene Form einnimmt, bevor ein merkliches Aufblasen des flach lie­ genden Mantelkissens 4' erfolgt. Der sich endgültig einstellende Innendruck ist naturgemäß im Kissenkern 1 und im Mantelkissen 4, 4' gleich.

Fig. 2 verdeutlicht noch die sternförmige Anordnung der Gurte 8, 8', die von der radialen Mantelwandung 2 des Kissenkerns 1 sternförmig radial zu einer Wandung 4, 5 des Mantelkissens 4 verlaufen.

Fig. 2 läßt ferner einen oder mehrere ringförmig um die zylindrische radial äuße­ re Mantelwandung 5 verlaufende Dichtungsstreifen 10 erkennen.

Claims (7)

1. Aufblasbares Rohrdichtkissen für Rohre unterschiedlichen Durchmessers mit einer im wesentlichen zylindrischen, flexiblen aber unelastischen Wandung mit einem Wandabschnitt (5), der im aufgeblasenen Zustand des Rohrdichtkissens zur Anlage an der Rohrinnenwand bestimmt ist, gekennzeichnet durch einen zy­ lindrischen Kissenkern (1), der ein Ventil (14) zum Einfüllen von Gas zum Auf­ blasen und mantelseitige Austrittsöffnungen für das Gas aufweist und durch wenigstens ein den Kissenkern (1) umgebendes Mantelkissen (4, 4') dessen In­ nenraum mit den Austrittsöffnungen in kommunizierender Verbindung steht, wobei zur Anlage an der Rohrinnenwand eine radiale Außenwandung (5) des radial außen liegenden Mantelkissens (4, 4') bestimmt ist.

2. Rohrdichtkissen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aus­ trittsöffnungen so ausgebildet sind, dass aus einem ungefüllten Zustand des Rohrdichtkissens zunächst der Kissenkern (1) seine aufgeblasene Form prak­ tisch vollständig einnimmt, bevor das benachbarte Mantelkissen (4, 4') durch das Gas seinen Außenradius deutlich verändert.

3. Rohrdichtkissen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Austrittsöffnungen Ventile eingesetzt sind, die erst beim Anliegen eines Min­ destdrucks im Kissenkern (1) öffnen.

4. Rohrdichtkissen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Be­ festigungsmittel (8, 8') zum relativen axialen Festlegen der Mantelwandung (5, 6) des Mantelkissens (4, 4') im stirnseitigen und/oder radial äußeren Bereich an der Mantelwandung (2) des Kissenkerns (1).

5. Rohrdichtkissen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Ventil (14) zum Einfüllen von Gas in den Kissenkern (1) an einer Stirnseite (3) des Kissenkerns (1) befindet.

6. Rohrdichtkissen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Innenwandung des Mantelkissens (4, 4') fest an die Wandung (2) des Kissenkerns (1) angeschlossen ist.

7. Rohrdichtkissen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass über eine axiale Länge der Kissenkern (1) und das benachbarte Mantelkissen (4, 4') eine gemeinsame Wandung (2) aufweisen.