DE202010014746U1

DE202010014746U1 - Zugfeste Rohrverbindung

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Publication number: DE202010014746U1
Application number: DE202010014746U
Authority: DE
Original assignee: KURT KANAL und ROHRTECHNIK GmbH; KURT KANAL- und ROHRTECHNIK GmbH
Current assignee: KURT KANAL und ROHRTECHNIK GmbH; KURT KANAL- und ROHRTECHNIK GmbH
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2020-10-23

Abstract

Zugfeste Rohrverbindung zur Herstellung einer axialen Verbindung zweier Thermoplast-Kunststoffrohre, vorzugsweise aus Polypropylen oder Polyethylen, mit gleichem Innen- und Außendurchmesser für das platzsparende grabenlose Einziehen von Rohrleitungen mittels flexibler Zugmittel, bestehend aus zwei Rohren (1, 2) aus Thermoplast-Kunststoff, einem metallischen Überwurfring (3) sowie Dichtmitteln (4), wobei der Überwurfring (3) die Rohrenden der Rohre (1, 2) mit darauf angeordneten Dichtmitteln (4) umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der Rohre (1, 2) gleich dem äußeren Durchmesser des Überwurfringes (3) und der Außendurchmesser der Rohrenden der Rohre (1, 2) im von dem Überwurfring (3) umschlossenen Bereich wenig kleiner als der Innendurchmesser des Überwurfringes (3) ist, dass auf dem Überwurfring (3) im Überlappungsbereich zwei umlaufende, nach innen weisende Sicken (5) angeordnet sind, die mit auf der Oberfläche der Rohrenden der Rohre (1, 2) angeordneten umlaufenden Nuten (6) korrespondieren, und dass die Rohrenden der Rohre (1, 2) jeweils eine weitere umlaufende Nut (7) aufweisen, in der...

Description

Die Erfindung betrifft eine zugfeste Rohrverbindung zur Herstellung einer axialen Verbindung zweier Thermoplast-Kunststoffrohre, vorzugsweise aus Polypropylen oder Polyethylen, mit gleichem Innen- und Außendurchmesser für das platzsparende grabenlose Einziehen von Rohrleitungen mittels Zugmittel. Sie findet insbesondere Anwendung bei der grabenlosen Erneuerung von Altrohrleitungen mittels Relining(speziell Kurzrohrrelining), Berstlining- bzw. Kaliber-Berstlining- und TIP(Tide in Pipe)-Verfahren.
Schon seit über 25 Jahren ist das Einziehen von Kunststoffrohren in schadhafte Rohrleitungen ein kostengünstiges, bewährtes Verfahren zur Leitungssanierung. Bei den Relining-Verfahren mit Vollwandrohren entsteht ein neues, dichtes Rohrleitungssystem in der Trasse der alten Rohrleitung ohne große Erdarbeiten. Zum Einsatz kommen Rohre aus HDPE, PP oder nun auch aus vernetztem PE (PEX).
Beim Einziehen der Neurohre muss darauf geachtet werden, dass die zulässigen Zugspannungen des Rohrmaterials nicht überschritten werden. Insbesondere die Muffenbereiche der Kurzrohrverbindungen müssen den axialen Zug- bzw. Druckspannungen standhalten. Ebenso ist es erforderlich, dass dem bei biegeweichem Material zu Ausbeulungen und damit zu Undichtigkeiten und erhöhter Mantelreibung führenden Beuldruck, der insbesondere an Verbindungsstellen der Rohre, wo deren Wandstärke z. B. bei Muffenausbildung auf die Hälfte reduziert ist, bei axialer Krafteinwirkung angreift, entgegengewirkt wird. Eingearbeitete Nuten für die Dichtsysteme reduzieren den bereits zur Hälfte abgedrehten Rohrquerschnitt zusätzlich, so dass der verbleibende Rohrquerschnitt bei zusätzlichem Abrieb eine Schwachstelle darstellt, deren Nachteile es zu vermeiden gilt..
Dies wird in der Regel durch eine Überdimensionierung der Wandstärke des gesamten Rohres erreicht und führt zu erhöhtem Materialaufwand.
Desweiteren können durch radialen Druck der Dichtmittel im Verbindungsbereich und dadurch hervorgerufene Fließerscheinungen des Thermoplast-Materials Undichtigkeiten entstehen.
Rohrverbindungen, die an der Verbindungsstelle eine Vergrößerung des Außendurchmessers bewirken, wie z. B. mit Verbindungsmuffen ( EP 2 161 486 A2 ), mit Stützhülse und Schiebehülse ( DE 101 30 858 A1 ) oder mit Metallhülsen ( DE 43 29 442 A1 ), sind auf Grund des zwischen den Verbindungsstellen bestehenden Ringraumes ungeeignet für den Relining-Einsatz bei zu sanierende Leitungsabschnitten mit knapp dimensionierter Rohrhydraulik oder wenn im Falle von Druckrohrleitungen keine anschließende Druckerhöhung und damit eine Vergrößerung des Durchflusses stattfinden kann, da neben der Reduzierung des Querschnitts durch das neue Rohr der neue Leitungsabschnitt infolge des entstehenden Ringraumes zum Altrohr noch weiter verkleinert wird.
In derartigen Fällen wird angestrebt, den Ringraum auf einen Mikrospalt zu beschränken.
Zur Lagesicherung und zur Aufnahme der temperaturbedingten Längenänderung kann der durch das Relining entstandene Ringraum verdämmt werden. PE-Rohre gehen jedoch mit dem Dämmer keine Verbindung ein, so dass keine wasserdichte Umschließung des Neurohres erreicht werden kann.
Die Rohrverbindungen mit Muffen, aber auch muffenähnlich ausgebildete Rohrverbindungen, bei denen die Rohre im Verbindungsbereich gleiche Aussen- und Innendurchmesser aufweisen und sich überlappen, wie z. B. in DE 30 19 623 A1 , DE 31 27 079 A1 , DE 37 24 767 und DE 20 2006 009 436.9 beschrieben, weisen zudem einen höheren Aufwand an Rohrmaterial gegenüber Verbindungen mit Überwurfhülsen bezogen auf die zu sanierende Leitungslänge auf.
Auch die Herstellung der Verbindungsteile ist aufwändig und der Materialaufwand groß. Zum Teil werden mehrere Arbeitsgänge für die Ausbildung der vorgeschlagenen Verbindungen benötigt ( DE 87 05 276 U1 , DE 101 30 858 A1 , DE 197 35 261 C1 , DE 10 2004 035 802 B3 , DE 10 2008 020 833 A1 , EP 2 161 486 A2 ).
Die Sanierung von schadhaften Leitungen erfolgt aus den vorhandenen Revisionsschächten oder aus minimal bemessenen Einbaugruben durch Einziehen oder Einschieben der Einzel-Module, wobei die längskraftschlüssige Verbindung der Module Herstellerspezifisch im Schacht oder in der Grube hergestellt wird. Dabei sind zum Teil für die Montage zusätzliche Arbeitsmittel wie Press- oder andere Spezialwerkzeuge ( DE 18 09 491 A1 , DE 43 29 442 A1 , DE 101 330 858 A1 , DE 10 2008 020 833 A1 ) oder Arbeitsgänge wie z. B. das Erwärmen von Schrumpfhülsen ( DE 197 35 261 C1 ) erforderlich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den eingangs genannten, bekannten Rohrverbindungen unter Vermeidung deren vorgenannter Nachteile eine zugfeste Rohrverbindung für Thermoplast-Kunststoffrohre zu schaffen, welche den Materialverlust infolge der Schwächung der Wanddicke der Rohre an den Verbindungsstellen ebenso wie die dadurch bedingten Schwachstellen für angreifenden Innendruck und das Erfordernis einer dementsprechend größeren Dimensionierung der Wandstärke der Rohre vermeidet. Dabei soll im Verbindungsbereich der Rohrstücke eine stabile Dichtung ebenso wie eine Stabilität des Rohrwerkstoffes und die Vermeidung von Verformungen durch Beuldruck bei auftretenden axialen Kräften und des Fließens des Thermoplast im Dichtungsbereich bei auftretenden radialen Druckkräften gewährleistet werden. Gleichzeitig soll die Verbindung so zugfest sein, dass die beim Einziehvorgang auftretenden Zugkräfte einschließlich der vorgeschriebenen Sicherheitsfaktoren kompensiert werden.
Weitere Aufgaben der Erfindung sind die Erreichung einer auf das Nötigste beschränkten Reduzierung des Querschnittes der sanierten Leitung, die Gewährleistung der Wasserdichtheit der das Neurohr umschließenden Dämmung, die Vermeidung konstruktionsbedingten Materialaufwandes, die Reduzierung der Mantelreibung beim Einziehvorgang sowie eine Verringerung der Kosten für die Herstellung und Montage durch Vereinfachung dieser Prozesse.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Rohrverbindung weist zwei Thermoplast-Kunststoffrohre, einen metallischen Überwurfring sowie Dichtmittel auf. Der Überwurfring umschließt die Rohrenden der Rohre mit darauf angeordneten Dichtmitteln. Der Außendurchmesser der Rohre ist gleich dem äußeren Durchmesser des Überwurfringes, so dass beim Relining eine konstante Mantelreibung vorhanden und die Gefahr des Hängenbleibens wegen fehlender Vorsprünge beseitigt ist.
Um die Herstellung der Verbindung zu erleichtern, ist der Außendurchmesser der Rohrenden der Rohre im von dem Überwurfring umschlossenen Bereich wenig kleiner als der Innendurchmesser des Überwurfringes.
Auf dem Überwurfring sind im Überlappungsbereich zwei umlaufende, nach innen weisende Sicken angeordnet, die mit auf der Oberfläche der Rohrenden der Rohre angeordneten umlaufenden Nuten korrespondieren und in diese im zusammengefügten Zustand eingreifen, wodurch eine mechanische und zugfeste Verbindung der beiden Rohrenden entsteht.
Die Rohrenden der Rohre weisen jeweils eine weitere umlaufende Nut auf, in der ein Dichtmittel angeordnet ist, welches im Zusammenwirken mit dem Überwurfring, wie nachstehend noch näher erläutert, eine stabile Dichtung der Rohrverbindung ermöglicht..
Die Überdeckung der Rohrenden durch den Überwurfring, dem die Sicken eine zusätzliche Stabilität verleihen, ermöglicht sowohl eine Stabilisierung gegen Verformungen des Rohrwerkstoffes in diesem Bereich, die insbesondere dem Beuldruck bei speziell beim Einziehen der Rohre auftretenden axialen Kräften entgegenwirkt, als auch eine zuverlässige Verhinderung des Fließens des Thermoplast im ebenso vom Überwurfring überdeckten Dichtungsbereich bei auftretenden radialen Druckkräften, verursacht durch das Dichtmittel.
Der Überwurfring ist bevorzugt aus Edelstahl gefertigt. Hier sind eigentlich auch andere nichtkorrodierende Materialien geeignet, wobei sich jedoch Edelstahl als besonders vorteilhaft erwiesen hat.
Der Überwurfring mit den umlaufenden Sicken ebenso wie die Rohre und deren in einem Arbeitsgang bearbeitete Rohrenden sind in Serie vorgefertigt, wodurch der Aufwand sowohl für die Herstellung als auch für die Montage gegenüber den bekannten Lösungen verringert wird. Von zusätzlichem Vorteil erweist sich dabei die Möglichkeit, bereits in der Vorfertigung den Überwurfring mit einem Rohrende, auf dem zuvor das Dichtmittel angeordnet wurde, zu verbinden, so dass dieser Arbeitsschritt bei der Montage unter Baustellenbedingungen entfällt.
Insbesondere gegenüber Rohrverbindungen mit Muffen und muffenähnlich ausgebildeten Rohrverbindungen wird durch die erfindungsgemäße Rohrverbindung eine Materialeinsparung hauptsächlich beim Kurzrohr-Relining abhängig von der Länge der Rohrstücke von bis zu ca. 20% bei gleicher Leitungslänge erreicht.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die das Neurohr umschließende Dämmung, die wie eingangs erwähnt, mit PE-Rohren keine Verbindung eingeht, nunmehr auf den Überwurfringen aus Stahl haftet und zudem eine Verkrallung der Dämmung mit den Sicken der Überwurfringe erfolgt, so dass die Dämmung dadurch stabilisiert und der Mikrospalt zwischen Dämmung und Rohr unterbrochen wird.
Die weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung betreffen umlaufend am Außendurchmesser der Stirnseiten der Rohrenden angeordnete Fasen, womit das Zusammenfügen der Rohrverbindung erleichtert wird, und die Anordnung von Schmiermittel in den umlaufenden Sicken des Überwurfringes an dessen Oberfläche, wodurch die Mantelreibung beim Einziehen verringert werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnung beschrieben.
Hierbei zeigt:
1 – einen Längsschnitt durch die Rohrverbindung
Wie in 1 dargestellt, besteht die Rohrverbindung aus zwei vorgefertigten Rohren (1, 2) aus Polyethylen mit Nuten (6, 7) an den Rohrenden, einem vorgefertigten metallischen Überwurfring (3) aus V4A-Edelstahlblech mit Sicken (5) sowie umlaufenden Lippendichtungen als Dichtmittel (4).
Der Außendurchmesser der Rohre (1, 2) ist gleich dem äußeren Durchmesser des Überwurfringes (3).
Im von dem Überwurfring (3) umschlossenen Bereich ist der Außendurchmesser der Rohrenden der Rohre (1, 2) wenig kleiner als der Innendurchmesser des Überwurfringes (3).
Auf dem Überwurfring (3) sind im Überlappungsbereich zwei umlaufende, nach innen weisende Sicken angeordnet, die in auf der Oberfläche der Rohrenden der Rohre (1, 2) angeordnete umlaufende Nuten (6) eingreifen.
Auf den Rohrenden der Rohre (1, 2) ist befindet sich eine weitere umlaufende Nut (7), in der eine Lippendichtung als Dichtmittel (4) angeordnet ist.
Umlaufend am Außendurchmesser der Stirnseiten der Rohrenden der Rohre (1, 2) sind Fasen (8) angeordnet.
In den umlaufenden Sicken (5) des Überwurfringes (3) ist an dessen Oberfläche ein Schmiermittel (9) angeordnet.
Zur Herstellung der Verbindung wird der vorgefertigte Überwurfring (3) auf das mit der Lippendichtung als Dichtmittel (4) in der Nut (7) ausgestattete Rohrende des vorgefertigten Rohres (1) mittels einer axialen hydraulischen Presse, die mit einer Druckplatte verbunden ist, welche auf die dem Rohrende gegenüberliegende Stirnseite des Überwurfringes drückt, über das Rohrende des Rohres (1) geschoben, bis die Sicke (5) in die Nut (6) einrastet.
Anschließend wird das ebenfalls mit der Lippendichtung als Dichtmittel (4) in der Nut (7) ausgestattete Rohrende des vorgefertigten Rohres (2) in den Überwurfring (3) eingeführt und ebenfalls mittels der axialen Presse und der Druckplatte, welche nun am gegenüberliegenden Rohrende des Rohres (2) stirnseitig angreift, soweit eingeschoben, bis die zweite Sicke (5) des Überwurfringes (3) in die Nut (6) des Rohres (2) einrastet.
Abschließend wird in den umlaufenden Sicken (5) des Überwurfringes (3) an dessen Oberfläche ein Schmiermittel (9) eingebracht.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen:
Bezugszeichenliste

1: Rohr
2: Rohr
3: Überwurfring
4: Dichtmittel
5: Sicke
6: Nut
7: Nut
8: Fase
9: Schmiermittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2161486 A2 [0006, 0010]
DE 10130858 A1 [0006, 0010]
DE 4329442 A1 [0006, 0011]
DE 3019623 A1 [0009]
DE 3127079 A1 [0009]
DE 3724767 [0009]
DE 202006009436 [0009]
DE 8705276 U1 [0010]
DE 19735261 C1 [0010, 0011]
DE 102004035802 B3 [0010]
DE 102008020833 A1 [0010, 0011]
DE 1809491 A1 [0011]
DE 101330858 A1 [0011]

Claims

Zugfeste Rohrverbindung zur Herstellung einer axialen Verbindung zweier Thermoplast-Kunststoffrohre, vorzugsweise aus Polypropylen oder Polyethylen, mit gleichem Innen- und Außendurchmesser für das platzsparende grabenlose Einziehen von Rohrleitungen mittels flexibler Zugmittel, bestehend aus zwei Rohren (1, 2) aus Thermoplast-Kunststoff, einem metallischen Überwurfring (3) sowie Dichtmitteln (4), wobei der Überwurfring (3) die Rohrenden der Rohre (1, 2) mit darauf angeordneten Dichtmitteln (4) umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der Rohre (1, 2) gleich dem äußeren Durchmesser des Überwurfringes (3) und der Außendurchmesser der Rohrenden der Rohre (1, 2) im von dem Überwurfring (3) umschlossenen Bereich wenig kleiner als der Innendurchmesser des Überwurfringes (3) ist, dass auf dem Überwurfring (3) im Überlappungsbereich zwei umlaufende, nach innen weisende Sicken (5) angeordnet sind, die mit auf der Oberfläche der Rohrenden der Rohre (1, 2) angeordneten umlaufenden Nuten (6) korrespondieren, und dass die Rohrenden der Rohre (1, 2) jeweils eine weitere umlaufende Nut (7) aufweisen, in der das Dichtmittel (4) angeordnet ist.
Zugfeste Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass umlaufend am Außendurchmesser der Stirnseiten der Rohrenden der Rohre (1, 2) Fasen (8) angeordnet sind
Zugfeste Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den umlaufenden Sicken (5) des Überwurfringes (3) an dessen Oberfläche ein Schmiermittel (9) angeordnet ist.