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"Teleskoprohr zum Einfüllen von Beton hinter einer Abschalung
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eines Streckenausbaus im Berg- und Tunnelbau" Die Erfindung betrifft
ein Teleskoprohr zum Einfüllen von Beton hinter eine Abschalung eines Streckenausbaus
im Berg- und Tunnelbau mit einem der vorzugsweise ein sich verengendes Ende aufweisenden
konzentrischen Rohe, das mit einem sich vorzugsweise erweiternden Ende jeweils eines
von mehreren, wenigstens im Scheitelbereich der Abschalung angebrachten Füllrohrstutzen
zusammenwirkt und mit einer Ringraumabdichtung am Ende eines der konzentrischen
Rohre, die den Ringraum bilden.
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Ein derartiges Teleskoprohr dient als Mundstück für eine Betonzufuhrleitung,
die u.a. aus Verschleißgründen neuerdings nicht mehr aus Schläuchen, sondern ausschließlich
aus Rohren besteht. Sie verbindet den Formraum der Schalung mit einer Betonfördereinrichtung,
z.B. einer Betonpumpe. Das Teleskoprohr läßt sich auf einem Betonierwagen aufbauen,
wenn es mit einer Rohrdrehvorrichtung und einem Krümmer an die Zufuhrleitung angeschlossen
ist, kann es die-jeweils an den Stößen und in der Firste angebrachten Einfüllöffnungen
der Abschalung erreichen, wobei der Betonierwagen auf einem festen Gleis verschiedene
Stellungen nacheinander einnimmt.
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Die Füllrohrstutzen sind im allgemeinen abschieStur, um das Zurückfließen
des Betons nach Füllung des Formraumes zu verhindern. Solche Betoniereinrichtungen
müssen demnach einerseits zuverlässig nach außen abgedichtet sein,
andererseits
dürfen die sehr hohen Drücke, welche insbesondere mit Betonpumpen erreichbar sind,
nicht die Abschalung gefährden, wenn durch die Füllöffnungen ein Druckausgleich
nicht mehr möglich ist.
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Teleskoprohre der beschriebenen Art sind bereits bekannt (OE-PS 329
109). Hierbei ist im allgemeinen das Außenrohr mit dem sich verengenden Füllende
versehen und beweglich angeordnet. Das ergibt sich insbesondere dann, wenn zum Teleskopieren
hydraulische Schubkolbengetriebe benutzt werden. Die Abdichtung am Füllrohrstutzen
erfolgt bislang über die Kegelmantelflächen an den sich konisch verjüngenden bzw.
erweiternden Rohrenden. Eine Überdrucksicherung ist nicht vorgesehen. Die Ringraumabdichtung
ist am Ende des Außenrohres in einem Rohrflanschgehäuse untergebracht. Solche Dichtungen
sind häufig unzureichend, weil ihre Abdichtung sich während des Betriebes nicht
ändert. Bei hohen Drücken wird entweder die Abschalung überlastet oder der Beton
überwindet die Ringraumabdichtung.
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In beiden Fällen treten dann mehr oder weniger schwere Beschädigungen
auf, die zu störenden Stillständen beim Betonieren führen müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Teleskoprohr zu schaffen,
welches auch bei wesentlicher Überschreitung des vorgegebenen Betriebsdruckes in
der Zufuhrleitunc nicht undicht wird und deswegen u.a. bei auftretenden Überdrücken
die Voraussetzung für eine zuverlässig ansprechende Sicherung gegen Überlastungen
der Abschalung bilden kann.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ringraumabdichtung
mit einem Dichtring erfolgt, für den auf einem Rohr feste Radialführungen befestigt
sind und der auf der Wand des anderen Rohres abdichtet sowie einen Druckraum begrenzt,
welcher mit dem Beton führenden Innenraum des Teleskoprohres über Spalte zwischen
der betonseitigen Radialführung und der dieser gegenüberliegendenRohrwand, sowie
der zugeordneten Stirnseite des Dichtringes verbunden ist.
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Erfindungsgemäß werden besondere Eigenschaften des Betons für die
Ringraumdichtung ausgenutzt. Strömender Beton neigt nämlich dazu, an den Stellen
einer Änderung des Strömungsquerschnittes Teilmengen abzusetzen, aus denen sich
Wasser bzw. eine mit wenigen und sehr feinkörnigen Zementfeststoffen versetzte Zementschlempe
absondert.
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Dieses Medium nutzt die Erfindung in dem nach außen dichten Druckraum
dazu aus, den statischen Druck des strömenden Betons auf den Dichtring zu übertragen,
der sich deswegen betondruckabhängig auf die Rohrwand--preßt und abdichtet. Das
bedeutet wegen des im wesentlichen inkompressiblen Mediums aus Beton und Zementschlempe,
daß jeder Druckanstieg sofort zu einer Steigerung des Anpreßdruckes und damit zu
einer Verbesserung der Dichtwirkung an der betreffenden Rohrwandung führt. Infolgedessen
kann es nicht mehr zu Undichtigkeiten am Teleskoprohr aufgrund von übermäßigen Druckanstiegen
kommen. Außerdem wird aber dadurch auch jeder Druckabfall verhindert, der das selbsttätige
Ansprechen einer Uberdrucksicherung verhindern würde, die deshalb erfindungsgemäß
vorgesehen und an einer beliebigen Stelle der Rohrleitung angebracht werden kann.
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Es hat sich überraschend herausgestellt, daß die in dem beschriebenen
Druckraum eingeschlossene Zementschlempe
nach Abschluß eines Betonierzyklus
zwar erhärten kann, dann aber die Funktion der Dichtung nicht behindert. Woran das
im einzelnen liegt, konnte noch nicht voll geklärt werden. Jedenfalls ist aber die
mechanische Festigkeit einer aus erhärtender Zementschlempe bestehenden Verbindung
zwischen der Ringdichtung und den übrigen Begrenzungen des Druckraumes mechanisch
nicht so widerstandsfähig, daß sie die im folgenden Betonierzyklus bei erneuter
Druckbeaufschlagung zdie darauf beruhende druckabhängige Anpressung der Ringabdichtung
verhindern könnte. Infolgedessen wird das erfindungsgemäße Teleskoprohr auch nach
längerer Einsatzzeit nicht undicht.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sämtliche Dichtungsteile
sich innerhalb des Ringraumes unterbringen lassen, weil sie auf der Innenseite des
Außenrohres, vorzugsweise aber auf der des Innenrohres angebracht werden können.
Dadurch kann man u.a. die verschiedenen Dichtungsteile wesentlich einfacher als
bei den bekannten Ausführungsformen warten.
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Vorzugsweise und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung bringt
man im Druckraum Vorspannringe an, welche sich auf der Rohrwand und der Innenwand
des Dichtringes abstützen.
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Auf diese Weise ist es möglich, den Druckraum offen zu halten und
für die Ringdichtung und/oder die Vorspannringe ein hochelastisches bzw. hochelastomeres
blaterial zu verwenden, das eine gute Dichtwirkung ergibt.
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Insbesondere für derartige Werkstoffe ist es zweckmäßig, den Dichtring
hohlzylindrisch auszubilden und mit seinem Außenmantel abdichten zu lassen; bei
solchen Ausf(ihrungsformen der Erfindung liegt der Dichtring mit seinen ebenen
Stirnseiten
auf Radialflächen von ringförmigen Führungen, von denen wenigstens die betonseitige
als Abstreifer für die vom Dichtring abzudichtende Rohrwand ausgebildet ist.
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Infolgedessen kann es nicht zu Beschädigungen des Dichtringes kommen,
wenn die beiden, den Ringraum bildenden Teleskoprohre Relativbewegungen ausführen.
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Es empfiehlt sich auch, der Ringraumabdichtung einen Führungsring
für das mit dem Dichtring abgedichtete Rohr nachzuschalten, um Verkantungen der
Rohre zu verhindern.
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Hierfür kommen Kunststoffe mit höheren Festigkeiten in Betracht, während
für den beschriebenen Abstreifer zweckmäßig gehärtete Metallringe Verwendung finden.
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Die Uberdrucksicherung wird vorzugsweise erfindungsgemäß in das Teleskoprohr
integriert. Sie ist dann eine Überdrucksicherung mit Hilfe eines vom Fülldruck des
Betons abgeleiteten Differenzdruckes, für dessen Ausbildung Differentialflächen
auf der Stirnseite und gegebenenfalls auch auf dem sich verengenden Teil des einen
der konzentrischen Rohre ausgebildet sind. Bei übermäßigen Drücken ergibt sich dann
ein Differenzdruck, der das dem Füllrohrstutzen anliegende Rohr selbsttätig abdrückt
und auf diese Weise eine Uberlastung der Abschalung verhindert.
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Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der
Figuren in der Zeichnung; es zeigen Fig. 1 in Seitenansicht schematisch eine Einrichtung,
mit der das erfindungsgemäße Teleskoprohr zusammenwirkt,
Fig .2
eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig .1, Fig .3 eine Ansi cht in Richtung
des Pfeiles A der Fig .1, Fig .4 in vergrößerter Darstellung den in der Einrichtung
gemäß den Fig .1 bis 3 wiedergegebenen Betoniert agen, Fig. 5 in vergrößerter Darstellung
das füllstutzenseitige Ende des Teleskoprohres gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung, Fig .6 ene ab geänderte Ausführungsform des Teleskoprohres in der
Fig. 5 entsprechender Darstellung und Fig .7 eine Einzelheit der Ausführungsform
nach Fig. 5 an der mit X bezeichneten Stelle der Darstellung s ischen einem allgemein
mit 1 bez eichneten Gebirgsstoß und einer Abschalung 2 befindet sichein Formraum
a .Dieser wird in der Firste über Füllrohrstutzen 4 mit Hilfe eines Teleskoprohres
6 mit Beton gefüllt; .Der Beton gelangt über einen Fülltrichter 7 in eine Betonpumpe
8, die mit Hilfe einer allgemein mit 10 bezeichneten Zufuhrleitung mit dem Teleskoprohr
verbunden ist; .Das Teleskoprohr ist auf einem BetonieXwegen 11 aufgebaut, der über
eine Gelenkrohrleitung 12 mit dem stationären Teil 14 der Betonzufuhrleitung 10
verbunden ist;' .Wie Fig .2 zeigt, kann deswegen der Betonierwagen lt mit Hilfe
eines allgemein bei 16 wiedergegebenen Antriebes auf einem Gleis 17 in verschiedene
Ausgangsstellungen verbracht werden, ohne daß die Zufuhrleitung 10 getrennt und
jeder zusammengebaut zu werden braucht; .Wie außerdem
Fig. 3 zeigt,
ist das Teleskoprohr auf dem Betonierwagen 11 um dessen Längsachse schwenkbar angebracht,
so daß sich verschiedene, an den Ulmen und an der Firste liegende Füllrohrstutzen
der Abschalung 2 erreichen lassen .
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Wie die Fig .4 im einzelnen erkennen läßt, ist auf dem Chassis 20
des Betonierwagens ein horizontaler Rohrabschnitt 21 verlegt, an dessen vorderes
Ende über eine Rohrdrehverbindung 22 ein Krümmer 23 angeschlossen ist, an den bei
24 das Teleskoprohr angeflanscht wird . Ein Gestänge 26 bzw. 27 dient zur Betätigung
des äußeren beglichen Rohres 28, das mit dem inneren, nicht teleskopierbaren Rohr
29 zusammenwirkt Das freie Ende 30 des Innenrohres 29 (Fig. 7) trägt außen eine
Reihe von Nuten .In der dem Ende 30 am nächsten gelegenen Nut befindet sich ein
Haltering 32 für einen aus gehärtetem Stahl bestehenden Ring 33, welcher einen aus
elastischem bzW elastomeren Werkstoff bestehenden Ring 34 auf seiner dem Rohrende
30 zugeordneten Stirnfläche 35 abstützt; Dieser Di chtring ist mit seiner der Fläche
35 abgewandten Stirnfläche 36 auf einem dem Ring 33 entsprechenden Ring 37 abgestützt;
.Demzufolge bilden die Ringe 33 und 37 Radialführungen für den Ring 34 .zwischen
der Innenseite 38 des Ringes 34 und der Außenfläche 39 des Rohres 29 wird auf diese
Weise ein Druckraum 40 gebildet, in den Beton durch den zwischen der Außenfläche
41 und der Rohrinnenwand 42 gebildeten Spalt, sowie zwischen der Stirnseite 35 und
dem Ring 33 in stark verdünnter Form, a B .als Wasser oder als Zementschlempe eindringen
kanri .Zum Aufspannen des Ringes 34 dienen zwei Vorspannringe 43 und 44, die ihrerseits
aus elastomerem Material bestehen und als O-Ring ausgebildet
sind
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An dem die Radialführung bildenden Ring 37 schließt sich ein aus verschleiß
festem und verhältnismäßig hartem Kunststoff, z B .Vulkolan bestehender Ring 45
ab, der die Rohre 28 und 29 führt .Dieser Ring wird mit einem Haltering 47 in der
vorgegebenen Stellung festgehalten Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig . 5 ist
der Füllrohrstutzen 4 mit einem sich en eiternden Ende 50 versehen Umgekehrt weist
das Außenrohr 28 ein sich konisch verjüngendes Ende 51 auf .Vorn bestitzt diese
Ende eine U-förmige Führung 52 für einen O-Ring 53, der sich im Bereich der konischen
Erweiterung 50 dem Füllrohr 4 anlegen kann . Die Flächen der Führung 52, die bei
55 1 ledergegeben sind und die Projektionsfläche 56 des Konus 51 des Teleskoprohres
28 sind so ausgebildet, daß sich ein Differenzdruck ausbildet, der in Richtung des
Pfeiles 59 Wirkt. Sobald demnach ein vorgegebener Druck im Füllstutzen 4 herrscht,
wird das Außenrohr 28 mit dem Differenzdruck so stark beaufschlagt, daß es aus dem
Konus 50 des Füllrohrstutzens 4 herausgelangt und ein Druckausgleich zwischen den
Wänden des Konus 50 und der Dichtung 53 stattfinden kann .Hierdurch wird die Abschalung
2 vor Überlastungen geschützt; Im Betrieb bd tgt sich das Außenrohr 28 relativ zum
Innenrohr 22 .Hierbei wirt der Ring 33 als Abstreifer auf die Innenwand 42 des Außenrohres
28, so daß sich kein erhärtender Beton hier absetzen kann .Infolgedessen wird die
Ringdichtung 34 vor Beschädigungen geschützt .Da die im Druckraum 40 befindliche
Flüssigkeit in Verbindung mit dem Beton steht, ergibt sich ein radial nach außen
gerichteter
Druck am Ring 34, der deshalb druckabhängig auf der
Rohrinnenrand 42 abdichtet Gemäß dem Ausführungsbeispi el nach Fig .6 wird ein sich
konisch en veiterndes Füllrohr 4, jedoch ein zylindrisches Außenrohr 28 veraqende
.Auch hierbei ist mit der Anordnung 52, 53 ein Differenzdruck erreichbar, der von
der Größe der Fläche 55 abhängt .
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