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Rohrleitung mit Kunststoffüberzug und aufgespannten Gleitkufensegmenten
aus Kunststoff Die Erfindung betrifft eine mit einem äußeren Uberzug aus Kunststoff
versehenen Rohrleitung, auf deren unfang aus Gleitkufensegmenten gebiete Gürtel
aufgespannt sind. Derartig ausgerüstete nolrleitungen werden benötigt, wenn es sich
darum handelt, Rohrleitungen in Schutzrohre einziehen oder einschieben zu können,
ohne daß dabei der dem Korrosionsschutz dienende tberzug beschädigt wird. Schutzrohre
werden z.B. dann angewandt, wenn vorhandene Straßendecken durch die Rohrleitung
unterfahren werden müssen.
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Es wird hierbei zunächst die Straßendecke durch das Schutzrohr unter
fahren und anschließend in dieses die Ronrleitung eingezogen oder eingeschoben.
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Es ist bekannt, zwecks Verringerung der Reibung und Aufrechterhaltung
einer guten elektrischen Isolation gegen vagabundierende Erdströme und fur die Anwendung
eines elektrolytischen Potentialschutzes die Gleitkufen aus Kunststoff herzustellen,
wobei es weiterhin bekannt ist, zur Vereinfachung des Herstellungsverfahrrens das
ganze Gleitkufa#n#egment, in dem mehrere Gleittudei mit einer auf die Rohrleitung
aufspannbaren Tragplatte zusammengefaßt sind, aus Kunststoff in einem Stück herzustellen.
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Hierbei wirkt sich jedoch die geringe Reibung zwischen dem Kunststoffüberzug
der Rohrleitung und dem Jleitkufensegment sehr nachteilig aus, da sich die Gleitkafensegmente
beim Einziehen oder
oder Einschieben der Rohrleitung auf dieser
axial verschieben können, so daß der ursprüngliche gegenseitige Abstand der Gürtel
aus Gleitkufensegmenten in axialer Richtung und damit die geforderte gleichmäßige
Abstützung der Ronrleitung über deren Länge hin. im Schutzrohr nicht gewährleistet
ist. Dieser Fehler ist bei der Verlegung selbst nur schwierig zu beobachten und
erfordert gegebenenfalls eine völlige Neuverlegung der fehlerhaften Rohrstrecke.
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Bei den zuvor meist angewandten ueberzügen der Rohrleitung, die aus
bitumengetrhnkten Wickeln bestehen, trat dieser Fehler nicht so leicht auf, da das
Gleitkufensegmnet, auch wenn es aus nicht sehr hartem Kunststoff, z.B. aus Iiederdruckpolyäthylen,
besteht, in den plastischen tberzug der Rohrleitung durch den Aufspanndruck um einen
gewissen Betrag eindringen kann und somit zumal dann, wenn seine Anlagefläche entsprechend
profiliert ist, ausreichend gegen Verschieben gesichert ist.
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Bei den in zunehmendem Maße angewandten- Rohrleitungsilberzügen aus
verhältnismäßig harten Kunststoffen in Verbindung mit Gleitkufensegmenten aus Kunststoff,
selbst aus hartem Kunststoff, besteht jedoch diese mögligkeit nicht xlEht bb daß
hierbei der o.a.
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Fehler bei der Verlegung leicht auftreten kann.
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Ziel der Erfindung ist es, diesen Fehler mit Sicherheit auszuschließen.
Dies kann nun bei Gleitkensegmenten aus Kunststoff nicht etwa durch eine stärkere
Aufspannkraft erreicht werden, da diese durch die verhältnismäßig niedrige Streckgrenze
der praktisch in Frage kommenden Kunststoffe begrenzt ist.
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Es ergibt sich daraus die technische Aufgabe, die Mitnahmekraft zwischen
dem Überzug der Rohrleitung und dem GleitkufensegmneAt mindestens so weit zu erhöhen,
daß sie stets grOßer ist als die Reibung der jeweils tragenden Bleitkuren im Schutzrohr.
Dies gilt demnach auch für den rall, daß die Andrtekkraft des Gleitkufensegmnets
nich llein durch die Anspannung des von den Gleitfufensegmenten gebildeten um dh
Rohrleitung gelegten Qtirtels erzeugt wird, sondern zusätzlich örtlich durch die
mit dem Eigengewicht der Rohrleitung belasteten Gleitkufen.
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Diese Aufgabe wird bei einer in ein <Jchutzrohr einzuziehenden
oder einzuschiebenden und mit einem äußeren Überzug aus Kunststoff versehenen Rohrleitung,
auf deren Umfang Gleitkufensegmente aufgespannt sind, erfindungsg-#me## dadurch
gelöst, daß zwischen dem Überzug der Rohrleitung und der diesem zugewandten Anlagefläche
des Gleitkufensegmentas eine gegenüber diesem gegen axiales Verschieben gesicher#te
Zwßschenschicht mit einer Vielzahl von derartig angeordneten harten Spitzen vorgesehen
ist, daß diese unter dem wiufspanndruck in den Überzug der Rohrleitung eindringen.
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Dies wirkt sich so aus, als ob die Reibung zwischen Gleitkufensegmnat
und ftberzug der Rohrleitung erheblich erhöht sei. In Wirklichkeit entsteht hierbei
jedoch eine formschlüssige Verbindung zwischen den Spitzen und dem Überzug in zu
dessen Fläche parallelen Richtungen, die, sofern die Spitzen tief genug eingedrungen
sind, auch bei einer gewissen Lockerung der Aufspmmkraft bestehen bleibt. Dies ist
wesentlich, da sich die Aufspannkraft nach dem Spannen des Gürtels infolge Kriechens
des Kunststoffes, besonders bei Thermoplasten, steb etws lockern kann.
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Trotzdem muß das Gleitkufensegment auch ohne Mitwirken des Eigengewichts
der Rohrleitung, wenn es beispielsweise beim Einführen der Rohrleitung in das Schutzrohr
an ein Hindernis stöbt, gegen Verschieben gesichert sein.
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Sollte durch das Anspannen des Gürtels, der von den Gleitkufensegmneten
gebidet wird, allein kein ausreichend tiefes Eindringen der Spitzen erreicht werden
können, so kann dem durch außen auf die Gleitkufen ausgeübte Schläge vor dem letzten
Nachspannen abgeholfen werden.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung können auch in der der Anlage
fläche des Gleitkufenelementes zugewandten Fläche der Zwischenschicht derartig angeordnete
Spitzen vorgesehen sein, daß diese unter dem Aufspanndruck in die Anlagefläche des
Gleitkufensegmentes eindringen, wobei dieses Eindringen selbstverständlioh ebenfalls
durch zusätzliche Schläge oder Drücke begtnstigt werden kann.
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Gemäß einer Ausfhhrungsform der Erfindung kann die Zwischenschicht
von einem durch Einstiche mit Sitzen versehenen Blech aus hartem Metall gebildet
sein. Das Blech kann in dieser Weise auch beidseitig mit Spitzen versehen sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zwischenschicht jedoch
von verhälnismäßig groben scharfkantigen Körnern aus hartem Werkstoff gebildet.
Es kommen vorzugsweise Korngrößen der Klassen 30 bis 80 in beracnt. jis besonders
geeignet erwiesen haben sich Schleifmittelkörner aus Siliziumkarbid (Schmirgel),
kristallinem Aiuminiumoxyd (Korund) und Silziumoxyd (gemahlener Qurzssnd) oder auch,
bei nicht zu hartem Kunststoffüberzug der Rohrleitung, Glaspulver. Auch die Verwendung
von Graugußspänen oder anderen harten Metallsplittern ist möglich.
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Die Handhabung und Anbringung einer solchen aus Körnern bestehenden
Zwischenschicht ist erheblich erleichtert, wenn die Könner auf einem flexiblen Träger
befestigt sind. Es kann hierbei handelsübliches ein- oder ggfls. beidseitig beschichtetes
Schmirgelleinen verwendet werden. Um eine beidseitig mit Körnern beschichtete Zwischenschicht
zu erhalten, kann hierzu auch einseitig beschichtetes Schmirgelleinen trägerseitig
zusammengeklebt werden.
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Die Körner kennen auch von einer als Träger dienenden dünnen Kunststoffodle
gehalten und ggfls. in diese eingebracht sein.
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Hierbei ist es dann bei ausreichend grobem Korn auch möglich, daß
jeweils einunddasselbe Korn zugleich in den Kunststoffüberzug der Rohrleitung und
in das Gleitkufensegment eindringt.
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Dies ergibt eine besonders gute schubfeste Verbindung zwischen Gleitkufensegment
und Rohrleitung.
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Bei Verwendung von derartigen zusammenhangenden Zwischenschiohten
kennen diese bei der Montage des aus den Gleitkufensegmenten gebildeten Gllrtels
in Form einer Bandage zwischen der Rohrleitung und den Gleitkufensegmenten eingelegt
werden. Diese Art der Anbringung kann auch bei einer Zwischenschicht angewandt werden,
die aus mit Spitzen versehenes Blech besteht.
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Die Montage, die ja am Einsatzort meist unter erschwerenden Bedingungen
erfolgen muß, läßt sich jedoch erheblich erleichtern, wenn gemäß einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform der Irtind ~ ie Zwisohenschicht auf jedem einzelnen
Gleitkufensegment
befestigt ist.
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Die Befestigung der Kerner unmittelbar auf dem Gleitkufensegment kann
nach den bei der Herstellung von Schmirgelleinen angewandten Verfahren durch Heiß-
oder Kaltkleben, z.B. mit einem Zweikomponentenkleber, erfolgen. Bei Verwendung
von einseitig beschichtetem Schmirgelleinen läßt sich dieses trägerseitig haltbar
mit dem Gleitkufensegment durch Kleben verbinden, insbesondere dann, wenn dessen
Verbindungsfläche in bekannter Weise durch leichte Profilierung aufgerauht ist.
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Die Erfindung ist anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und in weitern
Einzelheiten in der Zeichnung erläutert.
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Es zeigt Fig.1 schematisch im Querschnitt rechtwinklig zur Achse eine
mit Gleitkufensegmnten ausgerüstete und in ein Schutzrohr eingeschobene Rohrleitung,
Fig.2 die gleiche Anordnung teilweise im Längsschnitt, Fig.5 im Querschnitt rechtwinklig
zur Achse ein Gleitkufensegment mit den angrenzenden Teilen der Rohrleitung und
des Schutzrohres, Fig,4 eine Draufsicht auf die der Rohrleitung zugewandte Fläche
dieses Gleitkufensegmentes, Fig.5 ichematisch einen Querschnitt durch die Rohrleitung
mit aufgelegtem Gleitkufensegment Fig.6 eine der Fig.4 entsprechende Draufsicht
auf ein Gleitkufensegment, Fig.7 eine der Fig.5 entsprchende Darstellung, Fig.8
in Seitenansicht und Fig.9 in Draufsicht
ein einseitig mit Spitzen versehenes Blech, Fig.1O in Seitenansicht ein beidseitig
mit Spitzen versehenes Blech, Fig.11 schematisch in vergrößertem Maßstab im Querschnitt
in eine Kunststoffolie oder eine Klebschicht eingesetzte Körner, Fig.12 schematisch
in Seitenansicht eine flexible Unterlage mit einseitig aufgebrachten Körnern,
Fig.13
schematisch in Seitenansicht eine flexible Unterlage mit beidseitig aufgebrachten
Körnern, Fig. 14 schematisch in Seitenansicht zwei aufeinander geklebte Unterlagen
mit auf den Außenseiten aufgebrachten Körnern, Fig.15 in vergrößertem Maßstab schematisch
die Befestigung von Körnern unmittelbar auf dem Gleitkufeneegment, Fig.16 in vergrößertem
Maßstab eine mit der unordnung nach Fig.
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15 hergestellte Verbindung zwischen dem Kunststoffüberzug der Rohrleitung
und dem Gleitkufensegment, Fig.17 einen ausschnitt aus der Fig.5 mit einer besonderen
.usbildung der Anlagefläche des Gleitkufensegmentes.
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In den Fig. 1 und 2 ist der Verwendungszweck der Gleitkufensegmente
4 erläutert. Diese bestehen aus einer der Krümmung der Oberfläche der Rohrleitung
2 etwa angepaßten Tragplatte 5, an der einstückig die parallel zur Achse der Rohrleitung
2 gerichteten Gleitkufen 6 und 6' vorgesehen sind. Die Gleitkufensegmente 4 bestehen
aus Kunststoff, z.B. aus Niederdruckpolyä#thylen, und sind durch tangential zum
Rohrleitungsumfang gerichtete Spannschrauben zu einem die Rohrleitung 2 umgebenden
Gürtel vereinigt.
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Derartige Gürtel sind, wie Fig.2 zeigt, in regelmäßigen Abständen
auf der Rohrleitung 2 aufgespannt. Infolge der geringen Reibung
der aus Kunststoffjbestehenden Gleitkufen läßt sich eine derart ausgerüstete Rohrleitung
2 verhälnismäßig leicht und vor allem ohne Beschädigung des auf der Rohrleitung
2 aufgebrachten Kunststoffiibereuges 3 in das vorher verlegte Schutzrohr einschieben
oder einziehen.
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Es muß jedoch unter allen Umständen vermieden werden, daß dabei die
Gleikufensegmente 4 auf der Rohrleitung 2 axial rutschen.
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2z diesem Zweck ist, wie insbesondere Fig.3 zeigt, zwischen dem tiberzug
3 der Rohrleitung 2 und der Anlage fläche der Gleitkufensegmente 4 eine gegenüber
diesen gegen Verschieben gesicherte Zwischenschicht 7 vorgesehen, die mit einer
Vielzahl von Spitzen aus hartem Werkstoff versehen sind. Diese Spitzen dringen unter
dem Aufspanndruck der Gleitkufensegmente in den KnnststoffUberzug 3.-der Rohrleitung
2 mehr oder weniger tief ein und verankern
somit die Gleitkufensegmente
4 in Verschieberichtung auf der Rohrleitung 2.
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Die Zwischenschicht 7 kann an sich insbesondere dann, wenn sie auch
auf der den Gleitkufensegmenten 4 zugewandten Seite mit 8pitzen versehen ist, als
getrennte Bandage bei der Montage der Gleitkufenelemente 4 um die Rohrleitung 2
herumgelegt werden. Es ist jedoch vorteilhafter, die Zwische#schicht an jedem einzelnen
Gleitkufensegment getrennt anzuordnen. Ausführungsbeispiele hierzu zeigen insbesondere
die Fig. 3 bis 7.
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In den Fig.3 und 4 ist auch die Ausbildung eines Gleitkufensegmentes
4 an sich gezeigt. Die Tragplatte 5 ist außer an ihren Enden auch in der Mitte mit
einer Gleitkufe 6' versehen, die vorzugsweise zur Innenseite des vorgekrümmten Gleitkufensegmantes
d.h. zu dessen Anlagefläche hin mit Hohlräumen versehen ist, die durch in Längsrichtung
des Gleitkufensegmentes gerichtete lippen 8 voneinander getrennt sind. Die Hohlräume
dienen u.a. zur Vermeidung von örtlichen Materialanhäufungen und dadurch hervorgerufenen
Schrumpfungen beim Spritzgußverfahren. Die Rippen 8 nehmen an dieser Stelle die
im Gleitkufensegment auftretenden Zugkräfte auf.
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An sich ist es möglich, die geamte Atilagefläche des Gleitkufenseg
mentes mit der Zwischenschicht 7 zu belegen, wie die rechte Hälfte der Fig. 4 zeigt.
Insbesondere ist dies dann möglich und auch vorteilhaft, wenn, wie Fig. 5 zeigt,
die Vorkrümmung des Gleitkufensegmentes geringer ist als die Krümmung des Umfanges
der Rohrleitung 2, da dann beim Anspannen der Gleitkufensegmente zunächst deren
Mitte mit der Rohrleitung 2 zur Anlage kommt und anschliedie restlichen Flächenteile
sich praktisch ohne Verschiebebewegungen gegenüber der Rohrleitung sich an diese
anlegen. Es ist damit der Vorteil verbunden, daß gerade auch an den Enden des Gleitkufensegmentes,
d.h. dort, wo auf der Außenseite die Gleitkufen 6 sitzen, die Zwischenschicht 7
vorhanden ist, 80 daß an diesen Stellen die vom Eigengewicht der Rohrleitung 2 ausgeübten
Kräfte besonders gut flir das Eindringen der Spitzen in den Kunststoffüberzug der
Rohrleitung 2 ausgenutzt werden können. Gerade der belastete Bereich unter den Gleitkufen
muß aber beim Einschieben der Rohrleitung besonders gut gegen Verschieben auf dieser
gesichert sein.
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Dies gilt auch dann, wenn, wie in der linke elfte der Fig.4 gezeigt,
die Zwischenschicht 7 anstatt in geschlossener Fläche in zur Achse der Rohrleitung
parallelen Streifen 10 auf das Gleitkufensegment aufgebracht ist. Dies ist dann
zu empfehlen, wenn die Zwischenschicht als solche in Ltichtung ihrer Ebene wenig
nachgiebig ist. Bei einer änderung der Krümmung des Gleitkufensegmentes könnte sonst
die Zwischenschicht sich vom Gleitkufensegment lösen, bevor dieses sich an die liohrleitung
voll angelegt hat.
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Da in der Praxis die Gleitkufensegmnte zwecks Vereinheitlichung der
Herstellung und Lagerhaltung meist eine vorgegebene mittlere Krüzmnung aufweisen,
kann es vorkommen, daß sie auch zusammen mit Rohrleitungen großen Durchmessers,
d.h. geringerer Krümmung1 Verwendung finden. Ein solcher Fall ist in Fig.7 schematisch
dargestellt. Es kommen dann beim Anspannen des von den Gleitkufensegmenten gebildeten
Gürtels die Enden der Gleitkufensege mente 4 mit der Rohrleitung 2 zuerst zur Anlage.
Beim weiteren Anspannen des Gürtels müssen dann diese Enden der Gleitkufensegmente,
auch wenn diese rundum gleichmäßig nachgespannt werden, auf der Oberfläche der Rohrleitung
gleiten können. Um dieses Gleiten in Umfangsrichtung zu ermöglichen bzw. nicht allzusehr
zu erschweren, ist es für diese Fälle zweckmäßig, wenn, wie Fig. 6 zeigt, die Enden
der Gleitkufensegmente, in Umfangsrich#: tung gesehen, auf eine gewisse Länge (Streifen
11) von der Zwischenschicht 7 frei sind.
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Nachstehend sind verschiedene ausfflhrungen der Zwischenschicht beschrieben.
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Die Fig. 8,9 und 10 zeigen Zwischenschichten, die von einem durch
Einstiche mit Spitzen 13 versehenen Blech 12 gebildet sins.
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Durch Einstechen mit einem beispielweise vierkantigen zugespitz-Sen
Dorn entstehen vier dreieckeförmige Spitzen 13. Die Fig.10 zeigt ein in dieser Weise
auf beiden Seiten mit Spitzen 13 versehenes Blei. Dieses eignet sich vorzugsweise
als um die Rohrleitung herumzulegende, zwischen dieser und dem Gleitkufensegmnent
angeordnete Bandage. Die in FIg.8 und 9 gezeigte Zwischenschicht eignet sich praktisch
nur ftr eine Anbringung auf dem Gleitkufensegment in Form von schmalen Streifen,
entepeohend Fig 4.
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Fig.11 zeigt schematisch eine Zwischenschicht, deren wirksamer Bestandteil
von groben scharfkantigen Körnern aus hartem Werkstoff, nämlich Schleifmittelk#rnern,
gebildet ist. diese Wörter 15 können in eine flexible Trägerschicht 14 eingebettet
sein.
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Die Trägerschicht kann z.B. als Kunststoffolie in sich zusammenhängend
und so als Bandage oder auf das Jleitkufensegment aufgeklebt Verwendung finden.
Lie Schicht 14 kann aber auch eine Klebstoffschicht sein, mit der die Turner 15
auf das GleitkuSensegment aufgeklebt werden.
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Ist die Stärke der Schicht 14 ausreichend gering und dient die Schicht,
wie Fig. 15 zeigt, im wesentlichen nur als Haftschicht 16 für die Kerner 15, so
dringen die Körner bei ausreichender Große durch das handrücken des Gleitkufensegments
4 an die Oberfläche der Rohrleitung 2 zugleich in deren Kunststoffüberzug 3 und
in das Gleitkufensegmnet 4 ein, wie Fig. 16 zeigt. Dies ergibt eine optimale Schubverbindung
zwischen Gleitkufensegment und Rohrleitung, da die Schubkraft allein durch die Körner
15 selbst, ohne sonst erforderliche Mitwirkung von Haftkräften, übertragen wird.
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ns ist jedoch auch handelsüblichen grobes Schmirgelleinen als Zwischenschicht
brauchbar. Das in Fig. 12 gezeigte einseitig mit den Schleifmittelkörnern 15 beschichtete
Schmirgelleinen muß mit seinem Träger 14 fest auf das Gleitkufensegment aufgeklebt
werden. Bei dem in Fig. 13 gezeigçten doppelseitig beschichteten Schmirgelleinen
braucht diese Klebverbindung dagegen nicht so fest zu sein, da die Körner 15 sowohl
in den Kunststoffüberzug der Rohrleitung als auch in das Gleitkufensegment eindringen
können. Verzahnen sich unter der Andrückkraft die Körner 15 beider Seiten durch
den Träger 14 hindurch miteinander, so ist die Wirkung ähnlich wie bei der in Fig.
16 gezeigten Verbindung.
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Eine beidseitig beschichtete Zwischenschicht läßt sich auch, wie Fig.
14 zeigt, durch trägerseitiges Zusammenkleben von zwei einseitig beschichteten Schmitgelleinen
herstellen, Hierbei entfällt jedoch praktisch die gegenseitige Verzahnung der beiden
Schichten von Körnern 15.
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In Fig. 17 ist gezeigt, welche maßnahmen zweckmäßigerweise getroffen
werden, um die Körner mittels eines flüssigen Klebers auf das Gleitkafensegment
aufkleben zu können. Infolge der Krümmung der Anlagefläche des Gleitkufensegmentes
(siehe Fig.3) ist die i#nlagefläche gegen die Horizontale mehr oder weniger stark
geneigt. Wird nun der flüssige alebr auf die Anlagefläche aufgetragen, so läuft
er grcßenteils zur Mitte ab.
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Um dies wirksam zu verhindern, sind in der Anlagefläche achsparallele
Nuten 17 vorgesehen, deren Tiefe jedoch erheblich unterhalb des Durchmessers der
Körner liegen muß. In diese Nuten 17 wird das Klebmittel eingebracht. Es bleibt
dort stehen und nimmt die daraus gestreuten Schleifmittelkörner soweit auf, daß
diese noch ausreichend weit aus der Anlage fläche des Gleitkufensegmentes herausragen.
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Bei Anwendung von zwar flüssigen, aber tixotropen Klebern sind die
in Fig 17 gezeigten Maßnahmen nicht erforderlich. Es muß dann jedoch ggfls. das
Erdringen der Körner in die Kleberschicht z.B. durch #uidrücken verbessert werden.
In ähnlicher Weise können auch beidseitig hubende Folien angewandt werden.
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Im Übrigen sind die bei der Herstellung von Schmitgelleinen angewandten
Verfahren in entspreshender Abwandlung brauchbar.