DE3939052A1 - Abwasserrohr aus kunststoff und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Leitungsrohr, insbeson­ dere für Abwässer, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist seit längerem bekannt, Leitungsrohre aus Kunststoff herzustellen. Kunststoffrohre weisen eine Reihe von Vor­ teilen auf. Sie sind korrosionsbeständig und besitzen ein geringes Gewicht, was ihre Verlegung erleichtert und ihre Herstellung verbilligt. Ein Nachteil ist jedoch die be­ grenzte Rohrsteifigkeit bei glattwandigen Rohren. Man ist daher dazu übergegangen, Kunststoffrohre mit gewellter oder gerippter Wandform auszubilden. Diese Form ist be­ sonders druckstabil. Je nach Höhe der Wellenberge bzw. dem Verhältnis von Wellenbergen zu -tälern kann dabei die Drucksteifigkeit unterschiedlich eingestellt werden. Ein Nachteil derartiger Rohre liegt jedoch darin, daß das Strömungsverhalten gewellter Rohre ungünstig ist. Aus die­ sem Grund sind Doppelrohre konzipiert worden, die aus ei­ nem gewellten Außenrohr und einem glatten Innenrohr be­ stehen. Ein solches Doppelrohr beschreibt das DE-GM 82 34 897. Danach werden beide Rohre separat hergestellt. Anschlie­ ßend wird das Innenrohr in das Außenrohr eingeschoben. Theoretisch könnte das Innenrohr mit sehr geringer Wand­ stärke ausgebildet werden, da es nur schwachem Druck standhalten muß. Während des Hineinschiebens in das Außen­ rohr muß jedoch ein relativ großer Widerstand überwunden werden. Die Wand des Innenrohrs muß daher eine gewisse Steifigkeit aufweisen. Die bekannten Doppelrohre erhalten dadurch ein relativ hohes Gewicht. Darüber hinaus lassen sich ihre Maße normalerweise nicht an die Standardabmes­ sungen (Normen) anpassen, wodurch ein Anschluß an Stan­ dardrohre, z. B. Steinzeugrohre, nicht möglich ist. Nach­ teilig bei den bekannten Rohren ist ferner, daß zu Verbin­ dungszwecken Hülsen auf die glatten Enden der Innenrohre aufgeschoben werden, damit sie mit den Muffen von Stan­ dardrohren verbunden werden können.

Es ist weiterhin bekannt, Doppelrohre mit einem gewellten Außenrohr und einem glatten Innenrohr durch "Koextrusion" herzustellen. Dabei wird zunächst das Außenrohr glatt ex­ trudiert und dann gewellt, wobei gleichzeitig das Innen­ rohr innerhalb des Außenrohres extrudiert wird. Da beide Rohre noch warm sind, verbinden sich die Täler des Außen­ rohres mit dem Innenrohr, was dem Doppelrohr eine beson­ dere Druckfestigkeit verleiht. Ein Verfahren zur Herstel­ lung koextrudierter Doppelrohre beschreibt die DE-AS 26 37 995. Ein Nachteil besteht jedoch darin, daß die bislang bekann­ ten, koextrudierten Leitungsrohre keine Standardmaße auf­ weisen. Ihre Verlegung in Verbindung mit herkömmlichen Rohren ist daher schwierig, wenn nicht unmöglich, falls aufwendige Adapter vermieden werden sollen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Abwasserrohr aus Kunststoff zu schaffen, das sich mit herkömmlichen Ka­ nalgrundleitungsrohren verbinden läßt und das bei gleich großer Rohrsteifigkeit leichter als diese ist.

Gelöst wird die Aufgabe mit einem Rohr, das die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.

Das erfindungsgemäße Rohr wird z. B. durch Koextrusion oder als Verbundrohr hergestellt. In mindestens einem Endbe­ reich ist das Außenrohr glattzylindrisch ausgebildet, wo­ bei das Rohr im Bereich eines solchen glattzylindrischen Abschnitts zu einer Muffe aufgeweitet ist. Der Innendurch­ messer der Muffe hat Standardmaß. Vorzugsweise sind Innen- und Außenrohr in einem derartigen Endbereich zu einem Rohrabschnitt integriert.

Das erfindungsgemäße Rohr eignet sich für alle in Kanal­ grundleitungen verwendeten Nennweiten, insbesondere für Nennweiten über 200 mm.

Die Steifigkeit des Rohres wird naturgemäß über die Aus­ gestaltung des Außenrohres eingestellt. Hohe Rohrsteifig­ keiten, wie sie z. B. erforderlich sind, wenn das Rohr unter Wasser oder in großer Tiefe verlegt werden soll, be­ dingen eine Wellung mit hohen Bergen bzw. tiefen Tälern. Dies führt zu einem größeren Außendurchmesser des Außen­ rohres. Bei niedrigen Steifigkeiten verhält es sich umge­ kehrt.

Vorzugsweise besitzt das Rohr in dem glattzylindrischen Bereich eine Wanddicke, die größer als die des Innenroh­ res in dem übrigen Bereich (dem Bereich, in dem das Außen­ rohr gewellt ausgebildet ist), besonders bevorzugt ist die Wanddicke größer als die Summe der Dicken des Innen- und des Außenrohres im Bereich eines Wellentales im übri­ gen Bereich.

Es versteht sich, daß das Rohr während der Herstellung auch an beiden Enden mit jeweils einem derartigen glattzy­ lindrischen Abschnitt versehen werden kann, von denen der eine zu einer normierten Muffe aufgeweitet wird und der andere einen, in die Muffe des erfindungsgemäßen oder son­ stigen standardisierten Rohres einsetzbaren, Endabschnitt bildet.

Erfindungsgemäß erfolgt die Herstellung des oben beschrie­ benen Rohrs mit Hilfe zweier konzentrisch zueinander ange­ ordneter Extrudervorrichtungen, die das innere und äußere Rohr separat bilden. Die Rohre werden z. B. im Bereich der Wellentäler durch Wärmeverschweißen miteinander verbunden. Zur Herstellung des äußeren Rohres wird vorzugsweise ein an sich bekannter Abzug mit umlaufenden Formbackenpaaren eingesetzt. Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfah­ rens besteht darin, daß mindestens eines der Formbacken­ paare ein glattes Formprofil aufweist, während die übrigen Backenpaare gewellte Profile besitzen. Je nach Anzahl bzw. Länge der eingesetzten Formbackenpaare mit glattem Profil lassen sich so Rohrstränge herstellen, die alternierend gewellte und glattzylindrische Abschnitte gewünschter Län­ ge aufweisen. In der Regel wird der gewellte Abschnitt in den meisten Anwendungsfällen deutlich länger ausgebildet als der glatte Rohrabschnitt.

Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Extrudiergeschwindigkeit für das äußere Rohr immer dann reduziert wird, wenn die Formbacken mit glattem Profil zum Einsatz kommen. Dies ist notwendig, um die Wanddicke des glatten Rohrabschnittes so einzustel­ len, daß Innen- und Außendurchmesser in diesem Abschnitt den Standardabmessungen entsprechen. Vorzugsweise liegt, wie oben ausgeführt, die Wanddicke des Rohres in seinem glatten Bereich über der des Innenrohres in dem gewellten Bereich, bzw. etwas über der Summe der Dicken von Innen- und Außenrohr in diesem Bereich.

Wie bereits erwähnt, erhält man bei dem oben beschriebenen Verfahren einen Endlosrohrstrang, bei dem gewellte und glatte Abschnitte regelmäßig alternieren. Wird der Rohr­ strang im Bereich des mittleren Drittels der glatten Ab­ schnitte geteilt, so erhält man Rohrabschnitte, die beid­ endig einen glattzylindrischen Endabschnitt aufweisen. Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht in diesem Zusam­ menhang vor, daß der glatte Abschnitt des Rohrstranges so lang ausgebildet wird, daß die nach Teilung des Stranges gebildeten, glatten Endabschnitte gleichermaßen zur Bil­ dung einer Muffe durch Aufweitung und zur Bildung des ge­ normten Endabschnittes geeignet sind. Dies läßt sich z. B. durch Anordnung einer entsprechenden Anzahl von Formbacken­ paaren mit glattem Profil in der umlaufenden Kette des Ab­ zuges bewerkstelligen.

Es kommt häufig vor, daß im Rahmen einer Verlegung eine Ablängung in einem Rohrbereich erfolgt, in dem das Außen­ rohr gewellt ist. Das neu gebildete Ende besitzt dann ei­ nen Außendurchmesser, der nicht mehr dem Standardmaß ent­ spricht. Für diesen Fall sieht eine Ausgestaltung der Er­ findung ein Verbindungsstück vor, mit dem ein Übergang zwischen unterschiedlichen Abmessungen hergestellt wird. Das Verbindungsstück kann z. B. ein Rohrstück sein, das zwei Bereiche mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist. Der Durchmesser des größeren Bereiches ist dabei so ge­ wählt, daß das Verbindungsstück dichtend auf das erfin­ dungsgemäße Rohr aufgeschoben werden kann. Der Bereich des Verbindungsstückes mit kleinerem Durchmesser dient der Verbindung mit einem Standardrohr. Sein Innendurchmesser muß daher der jeweiligen Nennweite entsprechen, während der Außendurchmesser an die Standardmuffe angepaßt ist.

Bezüglich der Dichtung zwischen Verbindungsstück und ge­ welltem Außenrohr sieht eine weitere Ausgestaltung der Er­ findung vor, daß in mindestens einem der Wellentäler des Rohrbereiches, der mit dem Verbindungsstück in Eingriff gelangt, eine umlaufende Dichtung, z. B. Dichtungsring, vorgesehen ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das aufgeweitete Ende des Verbindungsstückes eine nach innen konvergierende Fase besitzt, wodurch das Aufstecken des Verbindungsstückes auf das Rohr erleichtert wird.

Wie oben bereits angedeutet, ist für die Steifigkeit des Außenrohres nicht nur die Höhe der Wellenberge, sondern auch das Verhältnis von Wellentälern zu -bergen von Bedeu­ tung. Vorzugsweise wird das Verhältnis von Tälern zu Bergen so gewählt, daß es sich in einem Bereich von 0,2 bis 0,5 : 1 bewegt. Besonders bevorzugt ist ein Bereich von 0,35 : 1.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das erfindungsgemäße Verbundrohr mit einem weiteren, glatten Rohr umgeben und verbunden ist. Die Herstellung eines der­ artigen Rohres kann einerseits erfolgen, indem man eine weitere konzentrische Extrudervorrichtung zusätzlich zu den beiden bereits oben erwähnten vorsieht oder, indem man das dritte Rohr separat herstellt und dann über das Ver­ bundabwasserrohr schiebt. Die Befestigung des zusätzlichen Rohres kann z. B. durch Warmverschweißen im Bereich der Wellenberge des Verbundrohres erfolgen. Ein derartig aus­ gestaltetes Rohr läßt sich z. B. leichter beim Einstechen in Schächte bewegen.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von Abbildungen näher erläutert werden.

Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Wand eines Rohrstran­ ges mit alternierend gewellten und glatten Ab­ schnitten,

Fig. 2 den Strangabschnitt aus Fig. 1 nach Teilung und Aufweitung des dadurch entstandenen einen glatten Endbereiches zu einer Muffe,

Fig. 3 ein Verbindungsstück, das auf den gewellten Rohr­ bereich aufgesetzt ist, und

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Leitungsrohr, das von einem weiteren glatten Rohr umgeben ist.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Endlosrohrstrang 10, der alternierend gewellte 11 und glattzylindrische 12 Abschnitte enthält. Der Rohrstrang 10 besteht aus einem inneren glatten Rohrstrang 13 und einem äußeren Rohrstrang 14, der in dem Strangbereich 11 gewellt ist. Im Bereich 12 ist er wie der innere Rohrstrang 13 glattzylindrisch aus­ gebildet und mit diesem zu einem Rohrabschnitt integriert. Man erkennt weiterhin, daß die Wanddicke im Bereich 12 des Stranges 10 deutlich größer ist als die eines Wellentales 15 (in dem innerer und äußerer Rohrstrang aufeinanderlie­ gen) im Bereich 11. Dieser Unterschied in den Dicken soll lediglich beispielhaft dokumentieren, daß sich die Wand­ dicke im glattzylindrischen Bereich (aus dem, wie später ausgeführt, die Endbereiche der einzelnen Rohre gebildet werden) passend einregulieren läßt, um einen Abschnitt mit standardisiertem Innen- und Außendurchmesser zu ergeben. Erreicht wird diese Anpassung dadurch, daß man während des oben beschriebenen Herstellungsverfahrens, bei Einsatz der glatten Formprofile die Extrudergeschwindigkeit des äuße­ ren Rohres verändert; da in der Regel zur Bildung eines glattzylindrischen Abschnittes mit geeigneter Wanddicke weniger Material als zur Bildung des gewellten Bereiches nötig ist, wird daher in den meisten Fällen die Extruder­ geschwindigkeit für den äußeren Rohrstrang etwas redu­ ziert.

Teilt man den in Fig. 1 gezeigten Rohrstrang 10 im Bereich 12, so erhält man Rohre 10′, die im Bereich ihrer Enden einen glattzylindrischen Abschnitt aufweisen. Dieser Ab­ schnitt kann zu einer Muffe 16 aufgeweitet werden, oder einen genormten in die Muffe einsetzbaren Endabschnitt 17 bilden, wie in Fig. 2 gezeigt. In der Muffe 16 ist weiter­ hin eine umlaufende nach außen weisende Ausbuchtung 18 vorgesehen, in der ein nicht gezeigter Dichtungsring ange­ ordnet werden kann.

Fig. 3 zeigt nun den Fall, daß der eine Endbereich des Leitungsrohres 10′ gewellt ist und damit einen Außendurch­ messer aufweist, der über dem Innendurchmesser üblicher Muffen liegt. Dazu kann es z. B. kommen, wenn ein Rohr im Rahmen der Verlegung abgelängt werden muß. Um ein derarti­ ges Rohrende mit standardisierten Rohrmuffen zu verbinden, wird ein Verbindungsstück 19 eingesetzt, das zwei unter­ einander verbundene rohrförmige Abschnitte mit unter­ schiedlichen Durchmessern aufweist. Der eine Abschnitt 20 ist dabei an die Abmessungen des gewellten Rohres ange­ paßt, die Abmessungen des anderen Abschnittes 21 sind so gewählt, daß er ohne Veränderung der Nennweite in eine üb­ liche Muffe einer herkömmlichen Standardverzweigung ein­ setzbar ist. In Fig. 3 erkennt man weiterhin, daß in dem Verbindungsbereich des Verbindungsstückes 19 mit dem Rohr 10′ in einem Wellental ein umlaufender Dichtungsring 22 angeordnet ist, der einen Flüssigkeitsaustritt verhindern soll. Weiterhin weist das freie Ende des Bereiches 20 des Verbindungsstückes 19 eine nach innen konvergierende Ab­ schrägung 23 auf, die ein Aufstecken auf das Rohr 10′ er­ leichtern soll.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Verbund­ rohr 10′ mit einem weiteren, glatten Rohr 24 umgeben ist, das z. B. durch gleichzeitige Extrusion aufgebracht ist. Eine Verbindung der Rohre 24 und 10′ kann im Bereich der Wellenberge durch z. B. Wärmeverschweißen erfolgen. Man er­ kennt, daß sich das Rohr 24 nicht über den glattzylindri­ schen Bereich 17 des Rohres 10′ erstreckt, sondern am letzten Wellenberg endet. Zu diesem Zweck wird bei der Ex­ trusion das äußere Rohr durch geeignete Werkzeuge abge­ schnitten. Das Außenrohr 24 gibt dem Verbundrohr eine glatte Außenhaut, die z. B. das Einstecken in Schächte er­ leichtert.

Als Materialien zur Herstellung des Rohres und des Ver­ bindungsstückes können PVC oder PET verwendet werden. Aus Gewichts- und Materialersparnisgründen ist es vorzuziehen, wenn die Wellenberge hohl sind, wie im Schnitt in Fig. 1 und 2 erkennbar ist. Für bestimmte Anwendungsfälle können die Wellenberge jedoch auch massiv ausgebildet werden.

Es versteht sich, daß die Muffen in bekannter Weise Dich­ tungsringe oder dergleichen enthalten, um die gewünschte Dichtigkeit im Leitungszuge zu erhalten.

Claims (13)

1. Leitungsrohr aus Kunststoff, insbesondere für Abwässer, mit einem glatten Innenrohr und einem damit verbunde­ nen gewellten Außenrohr, das über Muffenverbindungen mit einem gleichen oder einem anderen herkömmlichen, standardisierten Rohr verbindbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es ein koextrudiertes bzw. Verbundrohr (10′) ist, daß das Außenrohr (14) mindestens im Be­ reich des einen Endes glattzylindrisch ist, und daß die Rohrmuffe (16) durch Aufweiten eines glattzylin­ drischen Endbereiches des Rohres gebildet ist.

2. Leitungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innen- (13) und Außenrohr (14) in dem glattzy­ lindrischen Endbereich (16, 17) zu einem Rohrabschnitt integriert ist.

3. Leitungsrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der glattzylindrische Endbereich (16, 17) eine größere Dicke als das Innenrohr (13) im übrigen Rohr­ bereich, vorzugsweise eine größere Dicke als Innenrohr (13) und Außenrohr (14) im Bereich eines Wellentales (15) des übrigen Bereiches (11), besitzt.

4. Leitungsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Verhältnis von Tälern zu Bergen in dem gewellten Außenrohr in einem Bereich 0,2-0,5 : 1 bewegt, vorzugsweise 0,35 : 1.

5. Leitungsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Rohrmaterialien PVC oder PET verwendet werden.

6. Leitungsrohr nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein das gewellte Außenrohr (14) um­ gebendes und damit verbundenes drittes, glattes Rohr (24) vorgesehen ist.

7. Leitungsrohr nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Außenrohr (14) im Bereich des einen Rohrendes gewellt ausgebildet ist und sein Außen­ durchmesser größer als der standardisierter Rohre ist und daß zur Verbindung mit standardisierten Rohren ein Verbindungsstück (19) vorgesehen ist.

8. Leitungsrohr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (19) ein rohrförmiger Adapter ist, der zwei Bereiche (20, 21) mit unterschiedlichem Durchmesser aufweist, wobei der eine einen Innendurch­ messer besitzt, der dem Außendurchmesser des Außenroh­ res (14) entspricht und Innen- und Außendurchmesser des anderen Bereiches mit den Abmessungen standardi­ sierter Rohre übereinstimmen.

9. Leitungsrohr nach dem Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß in mindestens einem der Wellentäler (15) des Außenrohrbereiches, der mit dem Adapter in Eingriff ge­ langt, ein Dichtungsring (22) vorgesehen ist, der Adap­ ter (19) und Außenrohr (14) gegeneinander abdichtet.

10. Leitungsrohr nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Adapter (19) an seinem aufgewei­ teten Ende eine nach innen konvergierende Fase (23) aufweist.

11. Verfahren zur Herstellung des Leitungsrohres nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endlosrohrstrang mit gewellten (11) und glattzylindri­ schen Abschnitten (12) hergestellt, und dieser im Be­ reich der glattzylindrischen Abschnitte geteilt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das innere und das äußere Rohr mit konzentrisch zueinander ausgerichteten Extrudiervorrichtungen hergestellt und dann miteinan­ der durch Wärmeverschweißen verbunden werden, wobei die Extrudiervorrichtungen für das äußere Rohr umlau­ fende Formbackenpaare mit gewelltem Formprofil sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Formbacken­ paar ein glattes Formprofil aufweist, wobei während der Formung mit den Backen glatten Profiles die Extru­ diergeschwindigkeit erniedrigt wird zur Herstellung eines glattzylindrischen Rohrabschnittes (12) größerer Wanddicke.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl bzw. Ausdehnung der umlaufenden Form­ backen mit glattem Profil so gewählt ist, daß in Strangrichtung gesehen ein ausreichend langer glatt­ zylindrischer Abschnitt (12) gebildet wird, um nach Zerteilen des Stranges in diesem Abschnitt an dem ei­ nen Rohrteil den glattzylindrischen Endbereich (17) und an dem anderen Rohrteil nach Aufweitung eine glatt­ zylindrische Muffe (16) zu ergeben.