DE202020002388U1 - Sickerrohr mit konischen, trapezförmigen Schlitzen und Vorrichtung zur Erzeugung der Schlitze - Google Patents

Abstract

Tunneldränagerohr mit Schlitzen versehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze die Rohrwand konisch bzw. trapezförmig durchdringen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Sickerrohr mit konischen, trapezförmigen Schlitzen für Tunneldränagen, sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung der Schlitze.
• Gattungsgemäße Sickerrohre sind aus der Fachpraxis bekannt. Dränagewasser, welches in einer Rohrleitung geführt wird, wird aus dem abzusenkenden Grundwasser rings um einen Tunnel dem Rohr zugeführt. Sowohl aus dem umgebenden Berg als auch aus der betonierten Tunnelwand werden dabei Materialien ausgewaschen, die unter Luftkontakt im Rohr als Sinter ausfallen können. Dieses belastete Wasser wird durch einen Filterkörper aus Kies in die geschlitzten Sickerrohre geführt.
• Die Versinterungen des Sickerrohres schlagen sich in der Regel auf der Rohrsohle nieder. Mitunter versintern aber auch zusätzlich die Schlitze, so dass kein Sickerwasser mehr in die Rohre gelangen kann. Damit würde die Grundwasserabsenkung unterbrochen und die Tunnelwände würden unter Wasserdruck gesetzt. Dies muss unbedingt verhindert werden.
• Gegenwärtig werden Tunneldränagen ausschließlich aus Vollwandrohren aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) mit einer Mindestringsteifigkeit nach DIN EN ISO 9969 [1] von SN 8 ausgeführt. Die „Richtlinie für Bergwasserdränagesysteme von Straßentunneln“ lässt aber auch Rohre aus PVC-U zu. Die Schlitzbreiten der Rohre sollen mindestens 10 mm betragen. Diese breiten Schlitze neigen kaum dazu zu versintern. Der Sinter fällt jedoch an der Rohrsohle an und kann im Extremfall das ganze Rohr verschließen.
• Eine Patentrecherche über das DPMAregister/Patente ergab keinen Hinweis auf Sickerrohre mit Schlitze mit einer Geometrie der nun dargelegten Erfindung sowie deren Fertigung mittels eines entsprechenden Fingerfräsverfahrens.
• Ein bereits vom Antragsteller entwickeltes Dränagerohr betrifft ein mehrschichtiges Tunneldränagerohr mit traditionellen Schlitzen, hergestellt mittels Scheibenfräsern.
• Der Ausgangspunkt für die erfinderische Lösung der gestellten Aufgabe baut darauf auf.
• Die Neuerung der Schlitzgestaltung liegt in ihrer Geometrie. Die Möglichkeit zur Herstellung erfolgt durch die Vorrichtung dazu.
• Da die Ausräumung von Sinter aus den Schlitzen sehr schwierig ist, wird dieses Problem von vornherein durch eine entsprechende Schlitzgeometrie gelöst. Dazu wird ein Fingerfräser eingesetzt, der in alle Richtungen geneigt werden kann. So ist es möglich, sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung bessere Geometrien zu gestalten, als es mit Scheibenfräsern möglich ist. Dies betrifft vor allem die Schlitze, welche im unteren Bereich des Schlitzumfanges an die geschlossene ungeschlitzte Rohrsohle reichen. Durch diese Gestaltung der Schlitze wird Spülstrahlenergie auch seitlich auf den Sinter im Schlitz eingebracht, auf den Sinter wird seitlicher Druck ausgeübt und das Sintermaterial fällt ins Rohrinnere und nicht in die Filterpackung (Filterkies).
• Das Sickerrohr ist mit einer umlaufenden Wand gleicher Stärke versehen, in welche radial angeordnete längliche Schlitze mit einer Mindestbreite von 10 mm angeordnet sind, die an der Rohrinnenwand entweder eine gleiche oder eine größere Schlitzbreite als an der Rohraußenwand aufweisen. Die Schlitze weisen zwei gerade Längsränder und zwei halbkreisförmige Stirnränder auf. Damit wird die Kerbschlagzähigkeit erhöht. Die Schlitze werden mit einem speziellen Werkzeug mittels Fingerfräser eingebracht. Die Schlitze werden dabei so hergestellt, dass Wassereintritt und Wasserdurchfluss durch Materialrückstände nicht behindert werden [2]. Dazu wird die Neigung des Fingerfräsers in den unteren Schlitzen so ausgerichtet, dass die Neigung des Schlitzes in der Rohrwand annähernd zwischen 2° bis 5° zur Rohrsohle innen zeigt (1).
• Um die Ausräumung von eventuellem Sinter in den Schlitzen zu erleichtern sollen die Schlitze eine konische, trapezförmige Form in der Art aufweisen, dass die Schlitzbreite an der Rohrinnenwand größer als an der Rohraußenwand ist und über die Wandstärke gleichmäßig abnimmt.
  Um diese Geometrie zu erreichen muss der Fingerfräser auch in Längsrichtung geneigt werden können. Das Verhältnis der Schlitzbreite außen zu Schlitzbreite innen sollte zwischen 3:4 bis 3:6 liegen (2). Versuche haben gezeigt, dass die Spülstrahlen, welche im Winkel von 15° bis 30° an der Rohrwand auftreffen, die Schlitze am besten frei spülen können. Durch die Neigung im inneren Schlitzbereich werden die Strahlen positiv von der Schlitzwand zurückgeworfen und räumen den Schlitz seitwärts aus (3).
• Da die Schlitze an der Rohrinnenwand breiter als an der Rohraußenwand sind, insbesondere das Verhältnis zwischen Schlitzbreite außen und Schlitzbreite innen zwischen 3:4 und 3:6 liegt, wird die Reinigung der Schlitze vereinfacht.
• Die Neigung der Schlitze in der Rohrwand soll im unteren Bereich (vor der Fließsohle) zwischen 2° und 5° in Richtung der Rohrsohle reichen. Dies verhindert die Sinterentstehung durch Anstau im Schlitz.
• Der Schlitz muss von seiner Oberfläche her glatt und frei von Unebenheiten sein, unabhängig von eventuellem mehrschichtigem Aufbau der Rohrwand. Der Schlitz soll frei sein von Schlitzfahnen, insbesondere Rückstände vom Fräsen des Schlitzes sind zu vermeiden, denn dies würde die Ablagerung von Sinter begünstigen.
• Die Schlitzung ist als Teilsickerrohr gestaltet, d.h. sie ist über einen Winkel von 220° über den Umfang angeordnet; die Fließsohle ist über einen Winkel von 140° geschlossen. Ein Rohr mit 220°-Schlitzung ist in der Prinzipskizze in 1 dargestellt.
• Der Erfindung liegen folgende Überlegungen bzw. Erkenntnisse zu Grunde. Das Tunneldränagerohr ist mit Schlitzen versehen, wobei die Schlitze die Rohrwand mit gleichmäßig zunehmender Schlitzbreite von außen nach innen durchdringen.
• Das Tunneldränagerohr ist mit Schlitzen versehen, wobei die Schlitze die Rohrwand konisch/ trapezförmig durchdringen und an der Rohrinnenwand breiter als an der Rohraußenwand sind, wobei das Verhältnis zwischen Schlitzbreite außen und Schlitzbreite innen zwischen 3:4 und 3:6 liegt. Dadurch wird die Reinigung der Schlitze stark vereinfacht.
• Das Tunneldränagerohr ist mit Schlitzen versehen, die Neigung der Schlitze in der Rohrwand soll im unteren Bereich (vor der Fließsohle) zwischen 2° und 5° in Richtung der Rohrsohle reichen (1). Dies verhindert die Sinterentstehung durch Anstau im Schlitz.
• Des Weiteren soll die Breite der Schlitze an der Rohraußenwand 10 mm nicht unterschreiten (2).
• Die Fertigung der Schlitze soll vorzugsweise mit einem taumelnden Fingerfräser bzw. Fingerfräsersatz erfolgen. Dies garantiert die konische bzw. trapezförmige Schlitzgestaltung.
• Die Aufgabe wird mit einem Sickerrohr dieser Art gelöst, welches durch eine spezielle Gestaltung der Schlitze in der Rohrwand die Möglichkeit der sanften aber sicheren Entfernung von Sintermaterial aus dem Schlitz erlaubt.
• Die beschriebene optimale Schlitzgestaltung, gefertigt durch die Fräsvorrichtung, gewährleistet, dass in das umgebende Filtermaterial (Filterkies) kein Sinter aus den Schlitzen ausgetragen wird.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert.
• 1 zeigt einen Schnitt durch das Tunneldränagerohr mit den drei Schichten und der Schlitzung. Die drei Schichten bestehen im Einzelnen aus 1. einer weichen flexiblen Innenschicht, 2. einer Schaumstoffschicht sowie 3. dem statisch tragendem Außenrohr.
• 2 zeigt die Schlitzgeometrie durch die Rohrwand mit zwei verschiedenen Schlitzbreiten an der Innenwand des Rohres.
• 3 zeigt schematisch das Auftreffen der Wasserstrahlen (Spülstrahlen) im Schlitz bei zwei verschiedenen Spülstrahlwinkeln, je nach gewählter Spüldüse.
• 4 und 5 zeigen jeweils eine geschnittene Ansicht des Rohres mit Schichtenaufbau und Darlegung der Schlitze. In 4 ist ein Teilsickerrohr mit Schlitzen dargestellt, das Breitenverhältnis der Schlitze außen zu innen beträgt 3:4. In 5 beträgt das Breitenverhältnis der Schlitze außen zu innen 3:6.
• Zitierte Nichtpatentliteratur
1. [1] DIN EN ISO 9969:2016-06: Thermoplastische Rohre - Bestimmung der Ringsteifigkeit
2. [2] DIN 4266-1 „Sickerrohre für Deponien, Teil 1: Sickerrohre aus PE und PP“ November 2011
• Bezugszeichenliste

1

weiche flexible Innenschicht

2

Schaumstoffschicht

3

Statisch tragendes Außenrohr

4

Schlitz

5

Neigung der Schlitze im unteren Bereich zwischen 2°- 5°

6

Verhältnis Schlitzbreite außen zu innen 3:4 (Teilschnittdarstellung)

7

Verhältnis Schlitzbreite außen zu innen 3:6 (Teilschnittdarstellung)

8

Spülstrahl 15° (Teilschnittdarstellung)

9

Spülstrahl 30° (Teilschnittdarstellung)

10

Schlitz außen mit Schlitzbreite b_a ≥ 10 mm

11

Schlitz innen mit Schlitzbreite b_j ≥ 13,33 mm (4/3 × 10 mm)

12

Schlitz innen mit Schlitzbreite b_i ≥ 20 mm (6/3 × 10 mm)

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• DIN EN ISO 9969 [0004]
• DIN EN ISO 9969:2016-06 [0023]
• DIN 4266-1 [0023]

Claims (7)

1. Tunneldränagerohr mit Schlitzen versehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze die Rohrwand konisch bzw. trapezförmig durchdringen.
2. Tunneldränagerohr mit Schlitzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze an der Rohrinnenwand breiter als an der Rohraußenwand sind, wobei dabei insbesondere das Verhältnis zwischen Schlitzbreite außen und Schlitzbreite innen zwischen 3:4 oder 3:6 liegt.
3. Tunneldränagerohr mit Schlitzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der Schlitze in der Rohrwand im unteren Bereich, vor der Fließsohle zwischen 2° und 5° in Richtung der Rohrsohle reichen.
4. Tunneldränagerohr mit Schlitzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz, unabhängig vom Schichtaufbau der Rohrwand, in seinem Inneren glatt und frei von Unebenheiten ist.
5. Tunneldränagerohr mit Schlitzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz keine Schlitzfahnen aufweist.
6. Tunneldränagerohr mit Schlitzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Schlitze der Rohraußenwand wenigstens 10 mm beträgt.
7. Vorrichtung zur Durchführung der Schlitze in das Tunneldränagerohr, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigung der konischen bzw. trapezförmigen Schlitzgestaltung der Schlitze mit taumelnden Fingerfräser oder Fingerfräsersatz erfolgt.

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