DE4006785A1

DE4006785A1 - Dehnkoerperverschluss

Info

Publication number: DE4006785A1
Application number: DE19904006785
Authority: DE
Inventors: Gerhard Sehr; Volker Bach; Walter Dipl Ing Weiler; Thomas Dipl Ing Meyer
Original assignee: Passavant Werke AG and Co KG
Current assignee: ACO Ahlmann SE and Co KG
Priority date: 1989-03-03
Filing date: 1990-03-03
Publication date: 1990-09-06
Also published as: DE4006785C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Dehnkörperverschluß zum Verschließen von Leitungen und Kanälen aller Art, insbesondere einen Rohrrückstauverschluß, wie er z.B. für unterhalb der Rückstauebene der Kanalisation verlaufende Grundstücksentwässerungsleitungen gebraucht wird.

Es gibt schon Dehnkörperverschlüsse, die mit einer verformbaren Membran arbeiten. Bei diesem Membranverschluß wird der Durchflußquerschnitt durch elastische Teile verschlossen, die sich im beaufschlagten Zustand gegen die Wand des Rohrabschnitts legen. Der Vorteil dieser Verschlußart ist darin zu sehen, daß Wandvorsprünge, Ablagerungen und im Fließmedium mitgeführte Feststoffe dicht umschlossen werden, weil die Abdichtung großflächig ist.

Bei einer bekannten Bauart eines Membranverschlusses (DE-GM 83 33 633) ist die Membran als mehrfach rückgewölbter Formkörper ausgebildet, der in einem über dem Rohrquerschnitt liegenden Zylinderschacht untergebracht ist und bei Beaufschlagung nach unten umgestülpt wird. Es ist unklar, wie dieser Formkörper nach Druckmittelentlastung wieder in die Ursprungsform zurückkehren soll, da keinerlei Rückstellkräfte vorhanden sind.

Bei einer anderen bekannten Verschlußbauart (FR-PS 22 12 903) ist von dem Rohrquerschnitt oben ein Sektor abgeschnitten und dort eine Flachmembran eingespannt. Hier ist zu bemängeln, daß der freie Fließquerschnitt erheblich reduziert ist.

Eine weiter durch Patentliteratur (DD-PS 1 03 706) bekanntgewordene Verschlußbauart ist dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwand der Membran bis zur Rohrachse hochgezogen ist. Abgesehen davon, daß hierdurch eine Einschränkung des freien Rohrquerschnitts bedingt ist, ist eine solche als Schwelle wirkende Erhöhung des Gerinnebodens im Abwasserbereich unzulässig.

Die Aufgabe, einen Dehnkörperverschluß für Rohre aufzuzeigen, der keine der genannten Nachteile aufweist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Membran im unbeaufschlagten Zustand vollständig außerhalb des uneingeschränkten Rohrquerschnitts liegt und daß die Erstreckung der Membran quer zur Rohrlängsachse den Durchmesser des zu verschließenden Rohrquerschnitts übertrifft. Durch die große Quererstreckung treten nur mittelmäßige Dehnungen in der Membran auf. Ein Gleiten der Membran entlang der Rohrwand ist ebenfalls ausgeschlossen. Im Gegensatz zu der in DE-GM 83 33 633 gezeigten Bauart bildet die Membran im beaufschlagten Zustand definierte Rückstellkräfte, die sie im unbeaufschlagten Zustand wieder in die außerhalb des Rohrquerschnitts liegende Ausgangsstellung zurückkehren lassen.

Rückholelemente oder das Anlegen eines Unterdrucks sind nicht erforderlich.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verschlusses ist dadurch gekennzeichnet, daß die Membran im unbeaufschlagten Zustand mindestens einem Teil des Rohrumfangs folgt und diesen vorzugsweise bildet. Das Rohrstück besitzt hierzu einen etwa über den halben Umfang verlaufenden rechteckigen Ausschnitt, über den die Membran mit einem ebenso gekrümmten Reinigungsdeckel von außen gespannt ist. Beim Beaufschlagen mit Druckmittel braucht dann die Membran im mittleren Abschnitt nur nach unten umgestülpt zu werden. In den Endbereichen erfolgt eine mäßige Dehnung. Die Membran überlappt die Längskante des Rechteckausschnitts und wird dort mittels radial abstehender Flansche eingespannt. Beim Beaufschlagen wird die Membran an dieser Stelle also um 180° umgewendet, so daß hier starke Rückstellkräfte auftreten.

An den Stirnkanten besitzt die Membran eine Verdickung, die von einer Rippe am Reinigungsdeckel gehalten wird.

Bei der Dehnung der Membran läßt sich dann eine Vergleichmäßigung erzielen, wenn der Rohrabschnitt, in dem die Membran dichten soll, im Bereich der Membran halbkugelfömig erweitert ist, wobei der Radius der Halbkugel mindestens gleich dem Durchmesser der Leitung ist. Die Sohle der Halbkugel fluchtet dabei vorzugsweise mit der Sohle der Rohrleitung. Auf diese Weise tritt kein Stau ein. Die Membran legt sich über die volle Innenfläche der Halbkugel an. Die beiden Rohranschlüsse an der Halbkugel wirken wie Ventilsitze und werden zusätzlich verschlossen.

Weitere bevorzugte Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Abbildungen, die mehrere Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung im Längs- und Querschnitt darstellen.

Bei der Bauart nach Fig. 1 bis 3 ist die mit einem runden Reinigungsdeckel 1 eingespannte Flachmembran 2 oberer Abschluß der halbkugelfömigen Erweiterung 3 des Rohrabschnitts 4. Die Erweiterung 3 ist nach oben als Reinigungsschacht 5 hohlzylindrisch verlängert und trägt am Rand einen Schraubflansch 6. Der Reinigungsdeckel 1 ist mit einem Anschluß 7 für die elastische Druckmittelleitung 18 versehen. In Fig. 3 ist die Flachmembran im druckmittelbeaufschlagten Zustand 2′ gezeigt, in dem sie sich vollflächig an die Innenwand der Erweiterung 3 anpreßt. Die Membran wird sich auch noch etwas in die Rohrstutzen 8, 9 hinein dehnen und dadurch die Dichtfläche an der Rohrsohle vergrößern. Um Überdehnungen und eventuelles Abscheren zu vermeiden, werden dort die Kanten abgerundet. Dies ist auch für die obere Einspannung am Innenrand des Schraubflansches 6 zu empfehlen.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen einen Rohrrückstauverschluß, bei dem das Rohrstück 9′ einen rechteckigen Ausschnitt 10 aufweist, der sich etwa über den halben Umfang erstreckt. Dieser Ausschnitt wird durch einen schalenförmig gekrümmten Reinigungsdeckel 11 abgedeckt, der oben mit einem Anschluß 12 für die Druckmittelleitung und an den Seiten mit radial abstehenden Flanschen 13 versehen ist. Zwischen ihnen und einem Festflansch 14 am Rohrstück wird die Membran 15 eingespannt, die ebenfalls die Form einer Halbschale hat. Die Längskanten der Membran 15 sind abgewinkelt, so daß sie zwischen die Flansche passen. Die Stirnkanten erhalten eine Verdickung 15′ mit der sie von einer am Reinigungsdeckel 11 vorgesehenen Rippe 11′ gehalten werden.

Fig. 5 und Fig. 6 zeigen die Membran im druckbeaufschlagten Zustand. Man erkennt, daß die Membran in der Mitte um 180° um die Längskante des Ausschnitts 10 gestülpt ist. Dort findet die flächenhafte Dichtung gegen die Rohrwand statt. Im Übergangsbereich liegt die Umstülpung weiter oben und ist kleiner als 180°.

Die Umstülpung bewirkt, daß die Membran bei Druckentlastung vollständig in die Ausgangslage zurückkehrt.

Eine weitere nicht dargestellte Variante besteht darin, mit zwei Membranen zu arbeiten, die gegeneinander gedehnt werden und sich in der Mitte dichtend aneinanderlegen. Auch eine Bauart, bei der die beiden Membrane unten unter spitzem Winkel aneinanderstoßen, ist denkbar.

Die Variante nach Fig. 7 mit flach eingespannter Membran 18 besitzt gewölbte Dichtflächen 16, 17, der Membran, wobei auffallend ist, daß die Gehäusekante, über die sich die Membran 18 dehnt, stark konkav ausgerundet ist. Die Membran 18 ist durch Vulkanisieren am Deckel 19 dicht befestigt, wobei am Auslauf 20 der Innenseite der Membran 18 auf einen luftdichten Anschluß geachtet ist. Der Luftdruck wirkt noch erhöhend auf die Dichtung. Die Membran 18 ist schon etwas vorgewölbt, und ragt somit im unbelasteten Zustand schon mit ca. 10% in den freien Leitungsquerschnitt. Der Reinigungsdeckel 19 ist dieser Vorwölbung angepaßt. Dadurch ergibt sich ein keines Luftvolumen.

Der der Reinigungsöffnung 21 vorgelagerte Gehäusevorsprung 22 kann zum Einbau eines Rückstaufühlers und zum Anschluß einer Betriebsprüfeinrichtung dienen.

Bei der Bauform nach Fig. 8 ist wieder eine lose eingespannte Membran 23 vorgesehen. Die Dichtfläche 24, 25 an Gehäuse 26 und Deckel 27 verlaufen nach außen abfallend, wobei die Dichtfläche 24 am Gehäuse 26 ein stärkeres Gefälle hat, so daß sich ein nach außen divergierender Spannspalt ergibt. Die Membran 23 wird dadurch beim Festziehen des Deckels 27 etwas straff gespannt.

Fig. 9 zeigt einen Rohrreinigungsverschluß 28, bei dem der Deckel 29 mittels eines Spannrings 30 und mehrerer Schwenkpratzen 31 eingespannt wird. Die Membran 32 hat einen U-förmig nach oben innen umgestülpten Rand, mit dem sie über den Rand des Deckels unter leichter Vorspannung greift.

Da es unter Umständen sinnvoll sein kann, bei Reinigungsarbeiten das Verschlußventil unberührt zu lassen, wird gemäß Ausführungsform nach Fig. 10 vorgeschlagen, eine Reinigungsöffnung 33 stromab zum Ventil 34 anzuordnen und beide Öffnungen durch einen gemeinsamen Deckel 35 zu verschließen. Der Anschluß 36 für die Druckluft liegt seitlich am Gehäuse, und die Verbindung zum Membranventil 37 ist als Schlauch 38 ausgebildet, so daß das Ventil ohne Unterbrechung des Druckluftanschlusses zur Kontrolle ausgebaut werden kann.

Bei der Betriebsprüfung auf Dichtigkeit wird der abgehende Leitungsstutzen 46 durch einen Stopfen 47 verschlossen. In den Reinigungsdeckel 35 wird das Prüfrohr 42 eingeschraubt und nach Schließen des Membranventils 37′ bis zur Skalenmarke mit Prüfflüssigkeit gefüllt. An der Öffnung 44 kann kontrolliert werden, wie dicht der Membranverschluß 37′ ist. Die Undichtigkeit kann an der Skala des Prüfrohrs abgelesen werden.

Fig. 12 zeigt eine Ventilanordnung, wie sie für die unter der Rückstauebene liegende Grundstücksentwässerung vorgeschrieben ist. Dem selbsttätig schließenden Membranventil 39 ist stromab ein handbetätigter Verschluß 40 nachgeschaltet, der als selbständiges Bauteil oder als integrierter Bestandteil des selbsttätigen Verschlusses ausgebildet sein kann. Zwischen beiden Verschlüssen 39, 40 liegt eine Anschlußmöglichkeit 41 für eine Dichtprüfeinrichtung, die nach DIN die Form eines Prüfrohrs 42 hat. An dieser Stelle kann aber auch ein Rückstaufühler angeordnet sein, der den Impuls für das Schließen des Membranventils 39 liefert. Dem Membranventil vorgeordnet ist eine weitere, durch einen Stopfen 43 verschließbare Öffnung 44, durch die das Membranventil bei der Betriebsprüfung auf Dichtigkeit kontrolliert wird.

Fig. 13 ist eine Abwandlung der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3. Von der halbkugelförmigen Gehäuseerweiterung 45 sind die beiden Längsseiten abgeflacht, um Einbauraum zu sparen. Das Profil der Gehäuseerweiterung 45 ist besser dem Leitungsprofil angepaßt und ergibt weniger strömungstote Zonen. Die Membran hat im unbeaufschlagten Zustand die Form eine 0.

Claims

1. Dehnkörperverschluß, insbesondere Rohrrückstauverschluß, mit einem elastischen, durch zugeführte Druckmittel verformbaren und dadurch den Rohrquerschnitt verschließenden Formkörper, wobei der Formkörper eine zumindest überwiegend flächenhafte, entlang ihrem Rand dicht eingespannte und an einer Seite des zu verschließenden Rohrquerschnitts angeordnete Membran (2, 11, 14, 15, 18, 23, 32, 37) ist, die sich durch Druckmittelbeaufschlagung an die übrige Wand des zu verschließenden Rohrquerschnitts dichtend anlegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (2, 15, 18, 23, 32, 37) im unbeaufschlagten Zustand vollständig außerhalb des uneingeschränkten Rohrquerschnitts liegt und daß die Erstreckung der Membran (2.....37) quer zur Rohrlängsachse den Durchmesser des zu verschließenden Rohrquerschnitts übertrifft.

2. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (15) im unbeaufschlagten Zustand mindestens einem Teil des Rohrumfangs folgt.

3. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (9′) im Bereich der Membran (15) einen über etwa den halben Umfang verlaufenden rechteckigen Ausschnitt (10) aufweist, über den die Membran (15) von außen gespannt ist.

4. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungsdeckel (11), der die Membran (15) aufgespannt enthält, die Form einer Rohrhalbschale hat.

5. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrhalbschale (11) mittels radial abstehender Flansche (13, 14) befestigt wird.

6. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsrand, der Membran (15) die Längskante des Rohrausschnitts (10) überlappt, so daß die Membran (15) an dieser Stelle beim Beaufschlagen mit Druckmittel um etwa 180° umgestülpt wird.

7. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenrand der Membran (15) in den übrigen Abschnitten verdickt (15′) ist und von einer Rippe (11′) am Reinigungsdeckel (11) gehalten wird.

8. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (18) an dem Reinigungsdeckel (19) durch Vulkanisieren oder Kleben befestigt ist.

9. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtflächen (24, 25) der Membran (23) nach außen divergieren.

10. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtflächen (24, 25) nach außen fallend ausgebildet sind.

11. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtflächen (16, 17) im Querschnitt konkav bzw. konvex gewölbt sind.

12. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (32) außen über den Rand des Reinigungsdeckels (29) gestülpt ist.

13. Dehnkörperverschluß nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt (4) im Bereich der Membran (2) halbkugelförmig (3, 39) erweitert ist.

14. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (1) den oberen Anschluß der Halbkugel (3) bildet.

15. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Sohle der Halbkugel (3) mit der Sohle des Rohrabschnitts (4) fluchtet.

16. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Halbkugel (3) mindestens gleich dem Durchmesser der Rohrleitung (8, 9) ist.

17. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Halbkugel (3) nach oben in Form eines Hohlzylinders (5) fortsetzt, der einen Reinigungsschacht bildet.

18. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (10) im Ruhezustand einen im Hohlzylinder untergebrachten Faltenbalg aufweist, der sich im beaufschlagten Zustand bis zur Oberkante des Rohrquerschnitts ausdehnt.

19. Dehnkörperverschluß nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ruhezustand gegengewölbte Membran durch das Druckmittel vorgewölbt wird, wobei eine Zugfeder bei Druckmittelentlastung für die Rückholung sorgt.

20. Dehnkörperverschluß nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß stromab vom Dehnkörperverschlußorgan (37) eine zusätzliche Reinigungsöffnung (33) vorgesehen ist und daß beide Elemente (33, 37) von einem gemeinsamen Deckel (35) übergriffen sind.

21. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsöffnung (33) mit einer Absperreinrichtung (47) für die abgehende Leitung (46) verschließbar ist.

22. Dehnkörperverschluß nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (35) für die zusätzliche Reinigungsöffnung (33) mit einem Anschluß für eine Dichtheitsprüfeinrichtung (42) der Membran versehen ist.

23. Dehnkörperverschluß nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Membranverschlußorgan (3) ein Rückstaumelder (41) vor- oder nachgeordnet ist.

24. Dehnkörperverschluß nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Membranverschlußorgan (39) ein Handverschluß (40) nachgeschaltet ist.