DE102009037653A1

DE102009037653A1 - Revisionsschacht für Rohrleitungen

Info

Publication number: DE102009037653A1
Application number: DE200910037653
Authority: DE
Inventors: Winfried Dipl.-Ing. Schlump
Original assignee: Reinert Ritz GmbH
Current assignee: Reinert Ritz GmbH
Priority date: 2009-08-14
Filing date: 2009-08-14
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2029-08-15
Also published as: DE102009037653B4

Abstract

Beansprucht und beschrieben ist ein Revisionsschacht für Rohrleitungen, umfassend ein Rohrstück, welches an seinen gegenüberliegenden Enden je eine Flanschanordnung zur Anbindung an an- und abgehende Rohrleitungen aufweist, wobei das Rohrstück in seiner Mantelfläche eine Öffnung aufweist, die von einem Kragen umgeben ist, der seinerseits eine Flanschanordnung zur Befestigung einer die Öffnung druckdicht verschließenden Abdeckung umfasst, wobei der Revisionsschacht aus Kunststoff gefertigt ist und der öffnungsseitige Kragen einstückig stoffschlüssiger Bestandteil des Rohrstückes ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Revisionsschacht für Rohrleitungen, umfassend ein Rohrstück, welches an seinen gegenüberliegenden Enden je eine Flanschanordnung zur Anbindung an an- und abgehende Rohrleitungen aufweist, wobei das Rohrstück in seiner Mantelfläche eine Öffnung aufweist, die von einem Kragen umgeben ist, der seinerseits eine Flanschanordnung zur Befestigung einer die Öffnung druckdicht verschließenden Abdeckung umfasst.
Derartige Revisionsschächte sind im Bereich des Rohrleitungsbaus recht weit verbreitet. Es handelt sich in aller Regel um grußeiserne Rohrstücke mit endseitigen Flanschen, an welchen Rohrleitungen montierbar sind. Das Rohrstück selbst umfasst eine Öffnung, die mit einer Abdeckung versehen ist. Nach Entfernen der Abdeckung bei druckloser Leitung können beispielsweise Rohrreinigungsgeräte an der Öffnung angesetzt werden.
Im Markt haben sich bestimmte Revisionsschacht-Öffnungsmaße als Quasinorm durchgesetzt, die in Abhängigkeit vom Rohrnenndurchmesser variieren. Die Revisionsschächte aus dem Stand der Technik sind überwiegend aus Metall gefertigt, insbesondere bei Rohrleitungen, die mit einem Betriebsdruck von etwa 10 bar oder mehr beaufschlagt werden.
Im Rohrleitungsbau hat es sich jedoch oftmals als vorteilhaft erwiesen, Kunststoffrohre und -anschlussstücke sowie Kunststoffarmaturen zu verwenden, da diese schon aufgrund des geringeren Gewichtes leichter zu montieren sind. Darüber hinaus dienen Rohrleitungen im Industriebereich häufig dem Transport von korrosiven Fluiden, die übliche Stahlgussteile angreifen. Für solche Einsatzzwecke müssen folglich speziell veredelte und entsprechend teure metallene Revisionsschächte genutzt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es folglich einen einfach zu montierenden und korrosionsunanfälligen Revisionssacht bereitzustellen.
Gelöst wird die Aufgabe von einem Revisionsschacht mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit den kennzeichnenden Merkmalen, wonach dass das Rohrstück aus Kunststoff gefertigt ist und der öffnungsseitige Kragen einstückiger Bestandteil des Rohrstückes ist.
Der wesentliche Vorteil des Werkstoffes Kunststoff ist in seiner Korrosionsunempfindlichkeit zu sehen. Bislang erschien Kunststoff für die Konstruktion eines Revisionsschachtes jedoch nicht als geeignetes Material. Aus vielerlei Veröffentlichungen ist nämlich bekannt, dass sich Kunststoff, insbesondere das für Rohrleitungen genutzte Polyethylen bzw. Polypropylen unter Druck zu dauerhafter thermoplastischer Verformung neigt. Dieses Verhalten erschwert es beispielsweise entsprechende Flanschverbindungen für Kunststoffrohrleitungen herzustellen. Hier sind spezielle Konstruktionen erforderlich, wie beispielsweise aus DE 597 03 375 bzw. EP 1 914 465 bekannt. Für die Konstruktion eines Revisionsschachtes aus Kunststoff wäre es jedoch erforderlich gewesen, die statische Integrität eines Rohrstückes durch Einbringen einer Öffnung stark zu beeinträchtigen. Aufgrund des thermoplastischen Verformungsverhaltens musste der Fachmann mit erheblichen Problemen bei einer solchen Revisionsschacht-Konstruktion rechnen.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Revisionsschachtes ist die einstückig-stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Rohrstück selbst und dem die Öffnung umgebenen Kragen.
Auf die konstruktiv wesentlich einfachere Lösung den Kragen am Öffnungsrand auf das Rohrstück aufzuschweißen wurde bewusst verzichtet. Zunächst ist eine solche Schweißverbindung wesentlich weniger druckbeständig als ein einstückiges Werkstück. Weiterhin besteht aufgrund des thermoplastischen Verhaltens des Kunststoffes die erhebliche Gefahr einer Verformung im Bereich der Schweißnaht, da dies ein Schwächebereich ist.
Die einstückige Konstruktion bietet hier den wesentlichen Vorteil, dass ein solcher Schwächebereich nicht vorhanden ist.
Zusammenfassend setzt sich der Fachmann nicht nur über das im Stand der Technik vorhandene Vorurteil hinweg, dass ein Kunststoffrevisionsschacht für Rohrleitungen, insbesondere für Rohrleitungen mit einem Betriebsdruck von wenigstens 10 bar, nicht zu konstruieren sei. Es wird zudem eine Konstruktion vorgeschlagen, die aufgrund ihrer Einstückigkeit im Übergangsbereich von der Rohröffnung zum die Rohröffnung umgebenen Kragen hochbelastbar ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass der öffnungsseitige Kragen eine Flanschanordnung aus einem umlaufenden Ringbund und einem Losflansch aufweist, die zur Befestigung der Abdeckung dient, insbesondere wenn zwischen dem Kragen der Öffnung und dem Rohrstück eine umlaufende Nut angeordnet ist, in welcher der Losflansch angeordnet ist. Insbesondere der eng um den Kragen anliegende Losflansch, zumal wenn er in einer Nut unverlierbar angeordnet ist, stabilisiert den Kragen und verhindert, dass sich dieser unter Druckeinfluss weitet.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, dass die Abdeckung aus Kunststoff gefertigt ist und zur Verstärkung auf der der Öffnung abgewandten Seite mit einer Metallplatte versehen ist. Die auf der Kunststoffabdeckung angeordnete Metallplatte stabilisiert selbige und hat gegenüber einer ausschließlich metallenen Abdeckung den wesentlichen Vorteil, nicht mit dem in der Rohrleitung geführten Fluid in Kontakt zu kommen.
Für den Einsatz in Rohrleitungen mit einem Betriebsdruck von ca. 4 bis 10 bar ist vorgesehen, dass um das Rohrstück an der Abdeckung befestigbare, insbesondere bandförmige Bügel gelegt sind. Die bandförmigen Bügel halten bei diesen Betriebsdrücken die Öffnungsabdeckung dauerhaft und dicht auf dem Kragen. So ist der Deckel zusätzlich zur Anbindung am Losflansch gesichert.
Schließlich ist für Leitungen mit einem Betriebsdruck von etwa 10 bis 16 bar vorgesehen, dass die Metallplatte mit insbesondere metallenen Stegen bestückt ist, wobei dann vorgesehen ist, dass die bandartigen Bügel an den Stegen der Abdeckung befestigbar sind.
Die metallenen Stege schützen den Deckel gegen zu starke Verformung, insbesondere Aufwölbung, wobei der Eingriff der bandartigen Bügel in die Stege die Kräfte optimal ableitet.
Es ist vorgesehen, dass das Rohrstück einen im wesentlichen u-förmigen Querschnitt aufweist und die Öffnung in das Rohrstück eingefräst ist, insbesondere wenn, das Rohrstück der Kürzungsabschnitt eines Profilstabes ist, dessen äußere Querschnittskontur in etwa der eines geschlossenen U entspricht.
Das Ausfräsen der Öffnung und des Kragens aus dem Kürzungsabschnitt eines Profilstabes, dessen äußere Querschnittskontur in etwa der eines geschlossenen U entspricht, ermöglicht eine ausgesprochene rationelle Fertigung eines einstückig am Rohr angeordneten Kragens.
Schließlich ist daran gedacht, dass die rohrendseitige Flanschanordnung je einen Vorschweißbund mit einem Losflansch zur Anbindung an- und abgehender Rohrleitungen umfasst. So ist eine besonders einfache Anbindung an- und abgehender Rohrleitungen an den Revisionsschacht möglich.
Weitere Vorteile der Erfindung sowie ein besseres Verständnis ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen. Es zeigen:
1 Ein Revisionsschacht für Kunststoffrohrleitungen mit einem Betriebsdruck von bis zu ca. 4 bar in perspektivischer Ansicht,
2 ein Axiallängsschnitt durch einen Revisionsschacht gemäß Schnittlinie II-II in 1,
3 eine Detailansicht der Schraubverbindung zwischen Deckel und Losflansch gemäß 2,
4 eine perspektivische Darstellung eines Revisionsschachtes für Rohrleitungen mit einem Betriebsdruck von bis zu 16 bar,
5 eine dreidimensionale Schnittdarstellung des Revisionsschachtes in 4 gemäß Schnittlinie V-V,
6 ein Axiallängsschnitt des Revisionsschachtes gemäß 4 entsprechend Schnittlinie V-V,
7 ein Radialschnitt des Revisionsschachtes in 4 gemäß Schnittlinie VII-VII.
In den Zeichnungen ist ein Revisionsschacht aus Kunststoff insgesamt mit der Bezugsziffer 10 versehen. Ein solcher Revisionsschacht 10 wird nachfolgend in drei Ausführungsformen beschrieben. Die erste Ausführungsform ist insbesondere für „drucklose” Rohrleitungen (Betriebsdruck bis ca. 4 bar) geeignet. Eine weitere wurde an Betriebsdrücke von bis zu 10 bar, eine dritte Ausführungsform an Betriebsdrücke bis 16 bar angepasst.
Der Revisionsschacht 10 umfasst zunächst ein Rohrstück 11 mit zwei an seinen gegenüberliegenden Enden befindlichen Flanschanordnungen 12 mit je einem Ringbund 13 sowie einem Losflansch 14. Ringbund 13 und Losflansch 14 weisen miteinander fluchtende Bohrungen 15 auf, durch welche nicht dargestellte Schraubbolzen hindurchgreifen, um ebenfalls nicht dargestellte an- bzw. abgehende Rohrleitungen mit dem Revisionsschacht 10 zu verbinden.
Rohrstück 11 weist weiterhin oberseitig eine Wartungsöffnung 16 auf, die von einem Kragen 17 umgeben ist und in 1 mit einer Abdeckung 18 verschlossen ist.
Die Abdeckung 18 besteht im wesentlichen aus einem aus Kunststoff gefertigten Deckel und einer metallenen Versteifungsplatte 20. Die Abdeckung 18 durchgreifende Schraubbolzen 22 greifen in einen um den Kragen 17 gelegten Flanschring 21 ein und halten die Abdeckung 18 auf der Wartungsöffnung 16. Im Ausführungsbeispiel ist der Flanschring 21 zweiteilig, wobei die beiden Teile des Flanschringes 21 miteinander verschraubt sind.
In der Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie II-II in 1, die in 2 dargestellt ist, sind die vorbeschriebenen Elemente noch einmal dargestellt. Anhand der 2 lässt sich das Zusammenwirken der Einzelelemente deutlicher erkennen. Bei den Ringbunden 13 handelt es sich um Vorschweißbunde, die mittels Heizelement-Stumpfschweißens mit dem Rohrstück 11 sicher verbunden sind. Im Bereich zwischen Öffnung 16 und Ringbund 13 ist der Querschnitt des Rohrstückes im wesentlichen kreisrund. Im Öffnungsbereich ist der Querschnitt des Rohrstückes im wesentlichen U-förmig.
Der Kunststoffdeckel 19 weist zunächst eine zum Kragen 17 des Rohrstücks 11 weisende Dichtungsnut 23 auf, in welcher ein Dichtring 24 einliegt. Ein in Richtung Rohrstück weisender – also auf der Deckelunterseite angeordneter – Passungskragen 25 greift bei aufgesetztem Deckel 19 in die Öffnung 16 ein. So ist sichergestellt, dass die Abdeckung 18 zentriert auf dem Kragen 17 aufliegt. Der Kragen 17 selbst ist von einer außenumfänglich umlaufenden Nut 26 umgeben, in welcher der der Befestigung der Abdeckung 18 dienende Flanschring 21 einliegt.
Die Anorndung aus Flanschring 21, Kragen 17 und Abdeckung 18 ist ausschnittsweise noch einmal in 3 dargestellt. Die in 1 und 2 dargestellte Ausführungsform eignet sich insbesondere für „drucklose” Rohrleitungen mit einem Rohrinnendruck bis ca. 4 bar.
Anhand der 4 bis 6 werden nunmehr zwei weitere Ausführungsformen des Revisionsschachtes 10 dargestellt, die sich von der ersten Ausführungsform ableiten und durch Stabilisierungs- bzw. Verstärkungselemente ergänzt sind. Solche Revisionsschächte 10 lassen sich auch in Rohrleitungen verwenden, in welchen Fluide mit Rohrinnendrücken von bis zum 16 bar geführt werden.
Soweit identische bzw. funktional gleich wirkende Bauteile verwandt werden, sind diese mit den aus der Beschreibung zu den 1 bis 3 bekannten Bezugszeichen versehen.
Besonders auffällig ist, dass der Revisionsschacht 10 bzw. dessen Rohrstück 11 von hier drei in etwa bandförmigen Bügeln 27 umgeben ist. Diese Bügel 27 tragen an ihren Enden Gewindestangen 28 und sind so angeordnet, dass die Gewindestange 28 des ersten Bügelendes den Kragen 17 und die Abdeckung 18 durchgreift, die der Öffnung 16 abgewandte Seite des Rohrstückes 11 umschlingt und an der dem ersten Ende gegenüberliegenden Kragenseite mit der Gewindestange 28 des zweiten Bügelendes den Kragen 17 und die Abdeckung 18 durchgreifend endet.
Eine weitere augenfällig Ergänzung sind die den Deckel verstärkenden, bevorzugt aus Metall gefertigten Stege 29, die hier die Form quadratischer Hohlprofile aufweisen.
Die den Flanschring 21, den Kragen 17 und die Abdeckung 18 durchstoßenden Gewindestangen sind mit Kontermuttern an der Abdeckung 18 gehalten. Die Bügel 27 halten in Folge dessen den Deckel gegen den in der Rohrleitung herrschenden Druck und verteilen die auf den Deckel wirkenden Kräfte besser, als der Flanschring 21 dies allein tun würde. In Folge dessen kann ein Revisionsschacht, dessen Abdeckung 18 nicht nur von in den Flanschringen 21 eingreifenden Schraubbolzen 22 sondern auch von den Bügeln 27 gehalten ist, sicher bei Betriebsdrücken bis 10 bar genutzt werden.
Bei höheren Betriebsdrücken bis ca. 16 bar werden zur Stabilisierung der Abdeckung 18 gegen Aufwölbung zusätzlich die Metallstege 29 auf die Abdeckung 18 aufgesetzt. Im Ausführungsbeispiel sind die Stege 29 in ihrer Längserstreckung quer zur Durchflussrichtung bzw. zur Rohrstücklängsachse ausgerichtet. Die Gewindestangen 28 der Bügel 27 durchgreifen zusätzlich die Stege 29 und halten diese über Muttern auf der Abdeckung 18.
In 7 ist ein Radialquerschnitt entsprechend der Schnittlinie VII-VII in 4 dargestellt.
Wie aus dieser Schnittdarstellung ersichtlich, ist die Außenkontur des Rohrstückes 11 in etwa U-förmig und umschließt eine im wesentlichen kreiszylindrische rohrartige Ausnehmung 30. Der Rohling, aus welchem der Revisionsschacht 10 gefertigt wird, weist oberhalb der rohrartigen Ausnehmung 30 zwischen den senkrechten Schenkeln 31 eine Materialanreicherung 32 auf. Die Öffnung 16 wird durch spanabhebende Bearbeitung, insbesondere durch Ausfräsen der Materialanreicherung des Rohlings erstellt. Auf diese Weise wird die Einstückigkeit zwischen Rohrstück 11 und Kragen 17 gewährleistet.
Bestandteil der Erfindung ist folglich auch ein Verfahren zur Herstellung eines Revisionsschachtes 10 aus Kunststoff. Bei diesem Verfahren wird zunächst mittels Profilextrusion ein Stab hergestellt, dessen Außenkontur in etwa der eines geschlossenen U entspricht. Dieser Profilstab weist parallel zu seine Längsachse eine im wesentlichen kreiszylindrische, rohrförmige Ausnehmung 30 auf, deren Durchmesser in etwa dem Durchmesser der an den zu fertigenden Revisionsschacht 10 anzuschließenden Rohrleitungen entspricht.
Von diesem Profilstab wird ein Kürzungsabschnitt gewonnen. Dieser Kürzungsabschnitt wird nun spanabhebend bearbeitet. Insbesondere wird in einem Bereich der dem Halbkreisbogen des U gegenüberliegenden, im wesentlichen ebenen Fläche eine Öffnung 16 eingefräst, die in Verbindung mit der rohrförmigen Ausnehmung 30 steht. Hierdurch entsteht ein die Öffnung 16 umgebender Kragen 17, der mit einer umlaufenden Nut 26 für einen Flanschring 21 zu versehen ist. Schließlich werden an den soweit bearbeiteten Rohling Ringbunde 13 mittels Heizelement-Stumpfschweißens angesetzt, über welche an- und abgehende Rohrleitungen am Revisionsschacht 10 angeordnet werden können.
Zusammenfassend wurde ein Revisionsschacht 10 aus Kunststoff vorgestellt, der ausgesprochen rationell zu fertigen ist und sowohl in quasi drucklosen wie auch insbesondere in unter Rohrinnendruck stehenden Rohrleitungen sicher verwendet werden kann. Ein solcher Revisionsschacht 10 ist insbesondere für den Transport korrosiver Fluide gegenüber den bislang verwendeten metallenen Revisionsschächten vorteilhaft, da mit dem Fluid selbst keine metallenen Teile in Kontakt geraten.
Bezugszeichenliste

10: Revisionsschacht
11: Rohrstück
12: Flanschanordnung
13: Ringbund
14: Losflansch
15: Bohrungen
16: Wartungsöffnung
17: Kragen von 16
18: Abdeckung
19: Deckel aus Kunststoff
20: Versteifungplatte
21: Flanschring
22: Schraubbolzen
23: Dichtungsnut
24: Dichtring
25: Passungskragen
26: Nut
27: Bügel
28: Gewindestangen
29: Stege
30: rohrartige Ausnehmung
31: Schenkel von 11
32: Materialanreicherung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 59703375 [0007]
- EP 1914465 [0007]

Claims

Revisionsschacht (10) für Rohrleitungen, umfassend ein Rohrstück (11), welches an seinen gegenüberliegenden Enden je eine Flanschanordnung (12) zur Anbindung an an- und abgehende Rohrleitungen aufweist, wobei das Rohrstück (11) in seiner Mantelfläche eine Öffnung (16) aufweist, die von einem Kragen (17) umgeben ist, der seinerseits eine Flanschanordnung zur Befestigung einer die Öffnung (16) druckdicht verschließenden Abdeckung (18) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (11) aus Kunststoff gefertigt ist und der öffnungsseitige Kragen (17) einstückig-stoffschlüssiger Bestandteil des Rohrstückes (11) ist.
Revisionsschacht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der öffnungsseitige Kragen (17) eine Flanschanordnung aus einen umlaufenden Ringbund und einem Losflansch (21) aufweist, die zur Befestigung der Abdeckung (18) dient.
Revisionsschacht nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kragen (17), der Öffnung (16) und dem Rohrstück (11) eine umlaufende Nut (26) angeordnet ist, in welcher der Losflansch (21) angeordnet ist.
Revisionsschacht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (18) aus Kunststoff gefertigt ist und zur Verstärkung auf der der Öffnung (16) abgewandten Seite mit einer Metallplatte (20) versehen ist.
Revisionsschacht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass um das Rohrstück (11) an der Abdeckung (18) befestigbare, insbesondere bandförmige Bügel (27) gelegt sind.
Revisionsschacht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatte mit insbesondere metallenen Stegen (29) bestückt ist.
Revisionsschacht nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die bandartigen Bügel (27) an den Stegen (29) der Abdeckung (18) befestigbar sind.
Revisionsschacht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (11) einen im wesentlichen u-förmigen Querschnitt aufweist und die Öffnung (16) in das Rohrstück (11) eingefräst ist.
Revisionsschacht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (11) der Kürzungsabschnitt eines Profilstabes ist, dessen äußere Querschnittskontur in etwa der eines geschlossenen U entspricht.
Revisionsschacht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrendseitige Flanschanordnung (12) je einen Vorschweißbund (13) mit einem Losflansch (14) zur Anbindung an- und abgehender Rohrleitungen umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Revisionsschachtes (10) aus Kunststoff mit den folgenden Verfahrensschritten: – Gewinnen eines Kürzungsabschnittes eines Profilstabes, dessen Aussenkontur in etwa der eines geschlossenen U entspricht und eine im wesentlichen kreiszylindrische rohrförmige Ausnehmung (30) aufweist. – Spanabhebende Bearbeitung eines Bereiches der ebenen Außenmantelfläche des Kürzungsabschnittes zum Einbringen einer mit der rohrförmigen Ausnehmung (30) in Verbindung stehenden Öffnung (16).
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an die gegenüberliegenden Enden des Kürzungsabschnittes Ringbunde (13) oder Rohrstutzen insbesondere mittels Heizelement-Stumpfschweißens angesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einen die Öffnung (16) umgebenden Kragen (17) eine umlaufende Nut (26) für einen Flanschring (21) eingearbeitet wird.