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Tübbingschachtauskleidung mit abgedichteten Flanschenstoßverbindungen
Bei Tübbingschächten kann infolge von Witterungseinflüssen, Gebirgsbewegungen od.
dgl. vielfach ein Arbeiten der einzelnen Tübbingsegmente gegeneinander auftreten.
Durch Witterungseinflüsse, z. B. bei kühlem Wetter, Frost od. dgl., schrumpfen die
Segmente so, daß sich auch Stoßflächen aneinanderliegender Segmente auseinanderziehen.
Wenn auch die Verbindungsschrauben diese Beanspruchungen elastisch aufnehmen, so
bilden sich doch Trennspalten zwischen dem zur Abdichtung von Flanschenstoßverbindungen
der Tübbingsegmente verwendeten Dichtungsblei, und den Stoßflächen. Durch diese
Spalten tritt etwa. hinter dem Tübbing anstehendes Wasser in den Schacht ein. Bei
Frost kann dieses austretende Wasser zu starker Eisbildung führen und durch herabfallende
Eisblöcke zu einer großen Gefahr für den Schacht und die darin Fahrenden werden.
Bei Erwärmung der Tübbingsäule durch Temperaturanstieg tritt die Umkehrung des vorbeschriebenen
Falles ein. Hierbei wird das Dichtungsblei zwischen den Stoßflächen zusammengequetscht,
so daß bei später folgender Abkühlung ebenfalls Undichtigkeiten unvermeidlich sind.
In gleicher Weise und stärker wirken sich die Gebirgsbewegungen, wie Streckungen
oder Stauchungen, aus.
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Es ist versucht worden, durch besondere Formgebung der Tübbinge an
den Stoßflächen diesem Übelstand zu begegnen. So hat man beispielsweise die Stoßflächen
raub gefräst, so daß Erhebungen mit Einbuchtungen wechseln, in welche die Bleidichtungen
beim Zusammenpressen der Stoßflächen durch -#"-erbindungsschrauben eingequetscht
werden. Die beschriebenen Nachteile lassen sich so nicht beseitigen. Es ist auch
vorgeschlagen worden, zur Abdichtung an den Flanschenstoßverbindungen mehrere, aufeinander
einwirkende Dichtungsmittel unterschiedlicher Art anzuordnen. Zu diesem Zweck sind
an der dem Gebirgsstoß zugekehrten Tübbingsei.te rund um den Mantel laufende, schwalbenschwanzförmige
Aussparungen an den Stoßflächen vorgesehen, die in gleicher Weise auch an den senkrechten
Stoßflächen anzubringen sind, wenn eine volle Wirksamkeit erzielt werden soll. Diese
so gebildeten Rillen werden anschließend mit einer bituminösen, plastischen, aber
selbstverständlich nicht fließenden Masse verfüllt, die sich bei Druck in Undichtigkeitstrenuspalten
zwischen den Tübbingstoßflächen und die Bleidichtung einquetschen soll. Eine solche
Tübbingdichtung hat offensichtlich nur dann Zweck, wenn -das plastische Material
nur unter Druckeinwirkung steht. Bei Zugwirkungen, wie sie durch Abkühlung oder
Gebirgsbewegungen auch plötzlich auftreten können, kann die plastische, aber nicht
fließende Füllmasse der Bewegung der Tübbingstoßflächen gegeneinander nicht folgen,
da ihre Relaxationsgeschwindigkeit, die das Kriechverhalten bestimmt, wesentlich
kleiner ist als die Geschwindigkeit, mit der sieh der Spalt an den Stoßflächen der
Tübb.inge ändert. Es entstehen so unter dem Einfluß des Temperaturwechselspiels
sich ständig vergrößernde Risse in der bituminösen, plastischen Füllmasse, durch
die Wasser in den Schacht eintritt. Es ist bekannt, daß sogar bei Mauerschächten,
bei denen die Mauerung mit einer Bitumenmasse hinterfüllt war, infolge des Druckes
des anstehenden Wassers das Bitumen durch die Mörtelfugen des Mauerwerks hindurch:gepreßt
wurde, so däß der Schacht undicht wurde. Bei betonierten Schächten mit schmiedeeiserner
Auskleidung aus in Muffen mit Nuten aneinandergekuppelten Rohrschüssen, d. h. nicht
beim eigentlichen Tübbingschachtausbau, sind an den Kupplungsstellen voneinander
unabhängig wirkende Dichtungsmittel, z. B. verschiedene Dichtungsringe, in den Muffen
angebracht worden, die aber ebenfalls nur dicht halten, solange Verwerfungen zwischen
den einzelnen Rohrschüssen nicht eintreten, so daß die bekannten Maßnahmen auf einen
starken Gebirgskräfte mit Streckungen und Stauchungen ausgesetzten Tübbingschachtausbau
nicht zu übertragen sind.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei einem Tübbingschachtausbau
die Flanschenstoßverbindungen so abzudichten, daß weder durch Gebirgsbewegungen,
wie Streckungen und Stauchungen, noch durch TemperatureinflüsseUndichtigkeiten eintreten
können. Die Erfindung betrifft einen Tübbingschachtausbau mit - vorzugsweise durch
mehrere Dichtungsmittel unterschiedlicher Art, von denen eines in eine an den Stößen
eingebrachte, dem Gebirge zugekehrte Nut eingelegt ist-abgedichteten Flanschenstoßverbindungen
und besteht darin, die Nut beidseits der Stoßnaht mit Dichtungsflächen zu versehen
und auf die Dichtungsflächen in der Nut ein elastisch deformierbares Dichtungsband,
z. B. aus Gummi, Kunststoff, wie Polyvinylchlorid
oder anderen
Polymerisaten, oder auch ein Federstahlband oder sonstiges stark federndes Metallband
dichtend aufzulegen sowie außerdem.zweckmäßig die Stoßflächen in üblicher Weise
durch eine zwischen die Stoßflächen eingelegte Dichtung, z. B. Blei oder Gummidichtung,
abzudichten. Es sei jedoch ausdrücklich erwähnt, daß nur nach einer bevorzugten
Ausführungsform eine solche zweite Dichtungseinlage zwischen den Stoßfugen zur Verwendung
kommt, die nicht nur wegen ihrer Dichtwirkung, sondern auch deshalb vorteilhaft
ist, weil sie dem gesamten Tübbingschacht eine begrenzte Beweglichkeit verleiht.
Aus reinen dichtungstechnischen Gründen ist bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform
eine derartige Dichtungszwischenlage zwischen den Stoßflächen der Tübbingsegmente
im allgemeinen nicht mehr erforderlich.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die beidseits der Stoßnaht
mit Dichtungsflächen versehene Nut auf dem gesamten Umfang eines Tübbingsegments
angeordnet und sind die elastisch deformierbaren Dichtungsbänder der horizontal
verlaufenden und der vertikal verlaufenden Naht an den Kreuzungspunkten dicht miteinander
verbunden, z. B. miteinander verschweißt.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu
sehen, daß bei einem erfindungsgemäßen Tübbin:gschachtausbau auch bei Beanspru.ch,ungen
der eingangs geschilderten Art, ganz gleich ob als Zug- oder als Druckbeanspruchungen,
die Dichtwirkung erhalten bleibt, da die Dichtungsbänder eventuell auftretende Bewegungen
an den Stoßflächen mitmachen. Etwa auf die Dichtungsstreifen oder Dichtungsbänder
wirkendes Druckwasser kann nur ein besseres Anliegen der Dichtung auf die Dichtungs,
flächen und damit eine größer werdende- Abdichtwirkung hervorrufen. Auch Streckungsbeanspruchungen
werden von .dem elastischen Dichtungsstoff infolge dessen hoher Elastizität in einem
Umfang aufgenommen, der den des Grundwerkstoffes des Tübbings weit überschreitet,
so daß auch bei derartigen Beanspruchungen eine absolute Abdichtung gesichert ist.
Durch, die bei erfindungsgemäßen Tübbingen vorgenommene Ausbildungsform der Abdichtung
von Tübbingflanschenstoßverbindungen ist es möglich, für die A.bd'ichtu.ug dieser
Stoßverbindungen Werkstoffe einzusetzen, die man bisher zur Flanschenstoßabdichtung
v an Tübbingschachtausbauten nicht verwenden konnte, insofern nämlich, als man bisher
nicht erkannt hat, daß eine neue Ausbildung der Dichtungselemente erforderlich ist.
Wenn man bisher vers,uch.t hat, neue Werkstoffe, wie beispielsweise Polyvinylchlorid,
an Stelle der bekannten Bleiabdichtungen einfach an den Stoßflächen zwischen Tübbingsegmenten
einzulegen, so bewährte sich dieser Vorschlag nicht, da die genannten Werkstoffe
kriechen und folglich eine sichere Abdichtung nicht -gewährleisten. Der Erfindung
gelingt es erstmalig, elastische Werkstoffe für die Tübbingabdichtung einzusetzen;
sie erreicht dabei überraschende Dichtwirkungen.
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Eine Verbesserung der Dichtwirkung erreicht man noch dadurch, daß
die Dichtbänder unter Zugspannung auf die Dichtflächen der Nut aufgelegt sind. Es
empfiehlt sich, die Dichtungsbänder mit einem verstärkten Rand zu versehen, sie
im mittleren Bereich aber dünner und elastisch flexibel zu gestalten, wobei der
verstärkte Rand zur Verbindung der horizontal und vertikal verlaufenden Dichtungsbänder
an den Stoßfugen der Tübbingsegmentedienen kann, die beispielsweise miteinander
verschweißt werden. In vielen Fällen ist es ausreichend, die Dichtungsbänder auf
die Dichtungsflächen in den Nuten lediglich aufzulegen, gegebenenfalls unter Zugspannung
aufzulegen. Je nach den Umständen kann es aber auch vorteilhaft sein, die Dichtungsbänder
in den Nuten festzuklemmen, wozu keil.ige oder sonst zweckmäßig geformte Zusatzstreifen
Verwendung finden können, welche die Dichtungsstreifen in Fugen der Nuten einklemmen.
Man kann aber die Dichtungsstreifen auch durch Kleben auf den Dichtflächen befestigen.
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Die beidseits der Stoßnaht mit Dichtungsflächen versehene Nut an den
Tübbingsegmenten kann auf verschiedene Weise hergestellt sein, beispielsweise dadurch,
daß die Tübbingsegmente an der dem Gebirge zugekehrten Seite über den gesamten Umfang
herum eine angegossene Rippe .mixt Nutausbildung aufweisen, wobei die Nuten gegeneinandergestellt
zweckmäßig Schwalbenschwanzquerschnitt ergeben. Man kann die Nuten aber auch in
die Flansche einarbeiten oder aber auch auf den Tübbingsegmenten Klemmleisten anbringen,
die ihrerseits Dichtungsflächen auf-,veisen und Dichtungsbänder entsprechender Profilausbildung
über die z. B. im Profil ebenfalls schwalbensch.wanzförmig gestalteten Klemmleisten
stülpen.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch
einen erfindungsgemäßen Tübbingschachtausbam im Bereich einer Stoßverbindung, Fig.
2 eine Aufsicht wf die Stoßverbindung nach Fig. 1, Fig. 3 in vergrößerter Darstellung
eine andere Ausführungsform, bei der die Dichtungsbänder durch Zusatzstreifen in
Fugen der Nuten eingeklemmt sind, und Fig. 4 eine weitere Ausführungsform, bei der
die Dichtungsbänder auf Klemmleisten aufgeklemmt sind. Gemäß den Figuren sind an
sonst normal ausgebildeten Tübbingsegmenten 1 Rippen 2 angegossen. Die Stoßfuge
3 zwischen den Tübbin:gsegmenten 1 ist .mit Dichtungsblei 4 in üblicher Weise ausgelegt,
was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist. Die Stoßfuge 3 ist mit Hilfe der angegossenen
Rippe 2 mit einer Nut 12 versehen, die beidseits der Stoßnaht Dichtungsflächen 3a
aufweist. Auf die Dichtungsflächen 3a ist ein Dichtungsband 5 aufgelegt, das die
Stoßfuge 3 abdichtet. Da die Stoßfugen 3 sowohl horizontal als auch vertikal verlaufen,
sind die Dichtungsbänder 5 in den horizontal und vertikal verlaufenden :Tuten 12
an den Kreuzungspunkten 6 dicht miteinander verbunden, z. B. miteinander verschweißt.
Sie weisen zu diesem Zweck einen verstärkten Rand 13 auf und sind im Beispiel mit
Nut und Feder aneinan.dergefügt.
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In Fällen, wo mit großen Streckungen zu rechnen ist, empfiehlt sich
eine Ausführung gemäß Fig.3. Außer den vorbeschriebenen Dichtungsbändern 5 sind
bei dieser Ausführungsform noch Keilringe für die waagerechte Stoßabdichtung sowie
zweckmäßig in gleicher Weise Keilstreifen 8 für die senkrechte Abdichtung angeordnet
und in einer entsprechenden Rille 9 der umlaufenden, mit Dichtungsflächen 311 versehenen
Nut 12 eingeklemmt. Diese Keilstreifen 7, 8 bewirken, daß bei Streckungsbeanspruchungen
infolge der keiligen Ausbildung eine mit der Bewegung ansteigende Anp-ressung und
damit Dichtwirkung erzielt wird.
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Eine weitere Ausführungsmöglichkeit ist in Fig. 4 wiedergegeben. Hierbei
besitzen die Tübbingsegmente 1 an der dem Gebirge zugekehrten Seite um den ganzen
Umfang herum verlaufende Rippen 10. Diese haben
gegeneinandergestellt
im Profil Schwalbenschwanzform. Um diese Rippen werden klemmend sowohl an den waagerechten
als auch den senkrechten Stoßstellen profilierte Dichtungsstreifen 11 aus hochelastischem
Dichtstoff gelegt, die nach dem Aufziehen sich fest an die Rippen anschmiegen und
dann fest und wasserdicht anliegen. Kreuzungs.stel.len zwischen vertikal :und horizontal
verlaufenden Stoßflächen sind miteinander dicht verbunden, z. B. verschweißt oder
reißverschlußa.rtig miteinander vereinigt.
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Außer den angeführten sind noch andere Ausführungsformen möglich.
Nach der Erfindung werden die Dichtungsbänder an den Tübbingstößen so gehalten,
daß die Stoßflächen der Tübbinge gegeneinander arbeiten können und daß infolge der
elastischen Eigenschaften des Dichtungsstoffes die Dichtigkeit der Trübbingsäule
mit Sicherheit gewährleistet bleibt.
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Falls bei Wahl einer Doppeltübbingsäule beide Säulen für sich nach
der Erfindung ausgebildet werden sollen, so wird man bei. der inneren Säule die
beschriebenen Maßnahmen an der dem Außentübbing zugekehrten Seite vornehmen, während
letzterer wie oben beschrieben ausgebildet sein kann.