DE4217790C2 - Fräsvorrichtung zum Fräsen von Einzelschlitzen in Sickerwasserrohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fräsvorrichtung zum Fräsen von Einzelschlitzen in Sickerwasserrohre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus der DE-GM 75 31 049 oder auch insbesondere aus "Technische Mitteilungen": Aufsatz von A. Schicketanz "Sickerwasserrohre zur Deponieentwässerung - Systeme und praktisches Betriebsverhalten" vom August 1991 entnehmbar sind.

Sickerwasserrohre werden generell zur Deponieentwässerung bzw. zu deren Spülung eingesetzt. Insbesondere wird eine rasche Ableitung entstandener Sickerwässer auf der Deponiesohle ge­ wünscht, um einen Stau des Sickerwassers zu vermeiden, der unerwünschte biochemische Reaktionen in dem darüber gelager­ ten Müllkörper sowie Diffusionsvorgänge in der Deponiesohle zur Folge haben kann. Um Sickerwässer bzw. Wasser zum Spülen strömungsgünstig aufzunehmen oder abzugeben, sind die Sicker­ wasserrohre radial oder in ihrer Längsrichtung axial ge­ schlitzt. Problematisch ist hierbei jedoch, daß durch die Schlitze die Festigkeitseigenschaften des Sickerwasserrohrs verschlechtert werden, insbesondere tritt eine Verschwächung der Ringsteifigkeit ein. Am wenigstens geschwächt werden die Sickerwasserrohre, wenn sie lochförmig perforiert werden. Damit kann aber in der Regel die erforderliche Eintritts­ öffnungsfläche nicht erreicht werden. Dieser grundsätzliche Nachteil der lochförmigen Perforation spricht für die Anwen­ dung von Schlitzöffnungen bzw. Einzelschlitzen, die in dem Sickerwasserrohr radial oder axial angeordnet sein können, wobei die radiale Anordnung bevorzugt wird. Nachteilig können allerdings scharfkantig ausgebildete Schlitzecken sein, die das Langzeittragverhalten ungünstig beeinflussende Kerbspannungsüberhöhungen hervorrufen. Zur Ausbildung der Schlitz­ öffnungen in Sickerwasserrohren, die aus Kunststoffen, insbe­ sondere weichmacherfreiem Polyvenylchlorid, Polyethylen hoher Dichte, Polypropylen, aber auch aus Steinzeug bestehen können, sind im wesentlichen zwei Verfahren (Technische Mit­ teilungen 1991, Heft 3, Seiten 178 bis 183, insbesondere 182) bekannt:

Die Einzelschlitze werden im Regelfall mit einem Kreisfräser ausgeformt. Dabei tritt ein hoher Materialabtrag verglichen zu dem nutzbaren lichten Querschnitt des Einzelschlitzes ein, da infolge der Geometrie des Scheibenfräsers die äußere Öff­ nungslänge größer als die innere Öffnungslänge ist, wobei letztere die freie Eintrittsfläche bestimmt. Die Folge sind hohe Verschwächungswerte der Rohrsteifigkeit.

Kreisfräser sind aus den eingangs erwähnten gattungsgemäßen Schriften entnehmbar. Aus der DE-GM 75 31 049 gehen als materialabtragende Werkzeuge Sägeblätter bzw. Kreissägeblätter hervor. Diese Kreissägeblätter sind in einer Ebene senkrecht zur Werkstückachse schwenkbar auf einer um das Werkstück rotierenden Ringscheibe angeordnet. Mit dieser soll das Sägeblatt um das Werkstück kreisen können, um dieses durchzutrennen. Mit einer solchen Anordnung können Rohre einfach durchtrennt werden, hingegen ist es nicht möglich, definierte Schlitze bestimmter Längen in Sickerwasserrohre zu schneiden.

Als gegenüber den Kreisfräsern vorteilhafter wurden bereits Fin­ gerfräser eingesetzt, die Schlitze durch Einstechen in die Rohr­ oberfläche erzeugen. Hier entfällt zwar ein zusätzlicher, ver­ schwächender Materialabtrag, jedoch liegt die Geometrie der Einzelschlitze durch die Form der eingesetzten Fingerfräser fest. Die Schlitzgeometrie läßt sich so nicht oder nur mit größerem Aufwand durch Auswechseln der Fingerfräser verändern. Nachteilig ist weiterhin bei dem Einsatz der Fingerfräser, daß die Bearbeitung des Sickerwasserrohrs vergleichsweise langwierig ist, insbesondere wenn die Gesamt-Öffnungsfläche der Einzelschlitze groß sein soll.

Der vorliegenden Erfindung liegt danach die Aufgabe zugrunde, eine Fräsvorrichtung zum Fräsen von Einzelschlitzen in Sickerwasser­ rohre ausgehend von den Merkmalen im Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 zu schaffen, mit der definierte Schlitze bestimmter Länge in die Sickerwasserrohre geschnitten werden können.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Vorrichtung beinhaltet eine lineare Führung des mindestens einen Kettenfräsers mit Schwert und umlaufender Kette in einer Richtung unter einem Winkel zur Zentrierachse einer Spannvorrichtung für das Sickerwasserrohr. Mit der erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung können die Einzelschlitze durch Einstechen des Kettenfräsers in die Tiefe des Einzelschlitzes hergestellt werden, wobei unterschiedliche Schlitzlängen möglich sind. Dazu dient insbesondere ein anschließendes geführtes Bewegen des Kettenfrä­ sers, d. h. dessen materialabtragender Teile - umlaufende Kette auf dem Schwert - in einer Richtung abweichend von der Einstechrich­ tung und vorzugsweise in Längsrichtung des Einzelschlitzes.

Durch die Länge der Führung bzw. des Verfahrwegs kann ein Längen/Breitenverhältnis des Einzelschlitzes in einem großen variationsbereich eingestellt werden. Der Materialabtrag aus dem Einzelschlitz erfolgt rasch, da auch für einen Einzel­ schlitz verhältnismäßig großer Länge, der eine große effekti­ ve Öffnung in dem Sickerwasserrohr ergibt, nur ein einmaliges Einstechen erforderlich ist, welches ebenfalls rasch verlau­ fen kann, weil bei dem Einstechen nur eine verhältnismäßig kleine Öffnung zu fräsen ist. Es erfolgt kein Materialabtrag, der nicht zur Bildung eines freien Öffnungsquerschnittes bei­ trägt. Eine unnötige Verschwächung der Ringsteifigkeit kann deswegen nicht eintreten.

In besonders vorteilhafter Weise werden scharfkantige Ecken der Einzelschlitze dadurch vermieden, daß diese vorzugsweise mit gerundeten oder beidseitig gefasten Fräsgliedern des Ket­ tenfräsers hergestellt werden.

Kettenfräswerkzeuge sind an sich bekannt. Sie werden jedoch bisher für andere Zwecke eingesetzt. So sind aus DE-Z: Wigo Kettenfräs­ werkzeuge eine ausschließlich Verwendung und Auslegung für die Holzbearbeitung entnehmbar.

Vorzugsweise umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung mehrere Kettenfräser. Um eine gleichzeitige Ausformung der in je einer Umfangsrichtung orientierten Einzelschlitze zu ermöglichen, können die Bewegungen der wirksamen Teile der gleichzeitig verwendeten Kettenfräser aufeinander abgestimmt werden, in dem z. B. sämtli­ che Kettenfräser gleichzeitig in das Rohr einstechen und an­ schließend in gleicher Weise das Material aus dem Bereich der Einzelschlitze in deren Längsrichtung ausfräsen.

Die erfindungsgemäße Fräsvorrichtung enthält im wesentlichen min­ destens einen in zwei voneinander abweichenden Richtungen ge­ führten Kettenfräser, der in definierter Weise zu einer Zen­ trierachse, in welcher das zu bearbeitende Sickerwasserrohr zentriert ist, vorzugsweise rechtwinklig hierzu geführt wird. Grundsätzlich können sämtliche, in einer Richtung orientier­ ten Einzelschlitze mit nur einem Kettenfräser erzeugt werden, wobei der Kettenfräser jeweils von einem Einzelschlitz zu dem nächsten zu verfahren ist. Im Hinblick auf den Fertigungsab­ lauf günstiger ist jedoch die Anordnung mehrerer Kettenfrä­ ser, die zu der Zentrierachse verschiebbar geführt sind und hierzu gemeinsam auf einer Führungseinrichtung gelagert sind, nach Anspruch 5.

Zu der Fräsvorrichtung gehört eine Vorschubeinrichtung, mit der eine Relativbewegung zwischen den Kettenfräsern in ihrem aus dem Sickerwasserrohr herausgefahrenen Zustand und dem Sickerwasserrohr erzeugt wird, um in Vorschubrichtung neben­ einander liegende Reihen von Einzelschlitzen mit einem Satz Kettenfräser zu erzeugen.

Wenn das Sickerwasserrohr mit in Umfangsrichtung ausgerich­ teten Einzelschlitzen versehen werden soll, ist eine Ausbil­ dung der Fräsvorrichtung nach Anspruch 3 günstig, wonach die zweite Führungseinrichtung eine Relativbewegung zwischen dem Schwert des Kettenfräsers und dem in der Spannvorrichtung eingespannten Sickerwasserrohr entlang einem Kreissegment, in dessen Mittelpunkt die Zentrierachse liegt, einstellbar ist.

Um Spannungsspitzen in den Ecken der Einzelschlitze zu ver­ meiden, kann der Kettenfräser Fräsglieder aufweisen, die zu­ mindest in den Bereichen gerundet sind, welche die Eckberei­ che der Einzelschlitze erzeugen. Hierzu können die Fräsglie­ der unten mit einem einheitlichen Radius gerundet sein. Statt dessen können die Fräsglieder, aber auch nur an deren Ecken, gerundet sein, da an den Ecken kleinere Radien aufweisen als ein Radius der Rundung des Bereichs zwischen den Ecken. Statt der Rundungen können die Fräsglieder aber auch beidseits, d. h. an ihren Ecken, gefast sein.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können verschiedene Anordnungen, d. h. Konfi­ gurationen, der Einzelschlitze an dem Sickerwasserrohr erzeugt werden. Bei der bevorzugten radialen Anordnung der Einzel­ schlitze in einer Umfangsrichtung können die Schlitze nicht nur in herkömmlicher Weise angeordnet werden, daß beispiels­ weise symmetrisch zu einem Einzelschlitz an einem oberen Scheitel des Sickerwasserrohrs beidseitig um 90° versetzt je ein Einzelschlitz angeordnet ist, der somit in einer Horizon­ talebene des Sickerwasserrohrs liegt. Vielmehr können in be­ sonders vorteilhafter Weise die Zentren der seitlichen Einzel­ schlitze gegenüber der Horizontalebene des Sickerwasserrohrs nach oben versetzt sein. Damit wird beim Spülen durch diese Schlitze erreicht, daß die Wasserstrahlen von einem feineren Unterbau des Sickerwasserrohrs in dessen Einbaulage abgelenkt werden, so daß Unterspülungen der das Sickerwasserrohr be­ nachbarten Schicht weitgehend vermieden werden. Es wird fer­ ner die Aufnahme unerwünschter Festpartikel in das Sicker­ wasserrohr herabgesetzt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit 8 Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Fräsvorrichtung zum Schlitzen von Sickerwasserrohren in einer Ansicht von vorne bei horizontaler Ausrichtung der Fräsvorrichtung bzw. einer Ansicht von oben bei vertikaler Ausrichtung der Fräsvorrich­ tung,

Fig. 2 bis 5 verschiedene Zahnformen der in der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendeten Fräsglieder,

Fig. 6 eine Seitenansicht auf ein mit der Vorrichtung nach Fig. 1 geschlitztes Sickerwasserrohr (Abschnitt), wobei der zugehörige Querschnitt des geschlitzten Sickerwasserrohrs in Fig. 1 enthalten ist,

Fig. 7 eine Variante des geschlitzten Sickerwasserrohrs in einem Querschnitt und

Fig. 8 einen Einzelschlitz in einer Ansicht von oben bzw. von der Seite.

Die Darstellungen in den einzelnen Figuren sind nicht maßstäb­ lich.

In Fig. 1 sind drei Kettenfräser allgemein mit den Bezugszei­ chen 1, 2 und 3 versehen. Jeder Kettenfräser weist ein Schwert 4, 5, 6 auf, auf dem eine Kette 7, 8, 9 umläuft.

Die Formgebung von Fräsgliedern an der Kette geht aus den Fig. 2 bis 5 in einzelnen hervor, die einige Varianten der besonders geeigneten Formgebung in einer Ansicht von vorne bzw. hinten darstellen.

Gemäß Fig. 1 sind die Kettenfräser 1, 2, 3 bezüglich einer Zentrierachse 10 ausgerichtet, in der eine Längsachse eines in einer Spannvorrichtung 11 gehaltenen Sickerwasserrohrs 12 liegt. Mit einer Vorschubeinrichtung 13 kann das Sickerwasser­ rohr 12 in Richtung der Zentrierachse bezüglich der Kettenfrä­ ser 1, 2, 3 verschoben werden. Diese Verschiebbarkeit dient dazu, das Sickerwasserrohr in gegeneinander versetzten Um­ fangsrichtungen, z. B. 14, 15 in Fig. 6, zu bearbeiten, d. h. zu schlitzen.

In jeder der Umfangsrichtungen werden die Einzelschlitze 16, 17, 18 mit den Kettenfräsern 1, 2, 3 ausgeformt, die dazu in jeweils einer ersten Führungseinrichtung 19, 20, 21 in einer ersten Führungsrichtung gemäß den Doppelpfeilen 22, 23, 24 parallel zu den Längsachsen ihrer Schwerter 4, 5, 6 zu der Zentrierachse 10 gerichtet, d. h. in je einer Einstechrichtung verschiebbar sind.

Weiterhin sind die Kettenfräser 1, 2, 3 zusammen mit ihren ersten Führungseinrichtungen 19, 20, 21 auf einer zweiten Führungseinrichtung 25 entlang einem Kreissegment, in dessen Mittelpunkt die Zentrierachse 10 liegt, in Umfangsrichtung des Sickerwasserrohrs 12 geführt. Pfeilpaare 26, 27, 28 deuten in Fig. 1 die zweite Führungsrichtung und die Kreissegmente, die bei der Führung überstrichen werden, nur grob schematisch an.

In den Fig. 2 bis 5 sind Zahnformen der Fräsglieder darge­ stellt, die Bestandteile der im Betriebsfalle umlaufenden Ketten 7, 8, 9 der Kettenfräser 1, 2, 3 sind:

Fig. 2 zeigt ein Fräsglied 29, dessen Ecken 30, 31 beidseitig gerundet sind. Ein Fräsglied 32 nach Fig. 3 hat hingegen ei­ ne an Ecken 33, 34 beidseits gefaste Zahnform. Ein Fräsglied 35 in Fig. 4 ist unten einheitlich mit einem Radius r1 ge­ rundet. Fig. 5 zeigt schließlich ein Fräsglied 36, welches an zwei Ecken 37, 38 mit kleineren Radien r2 als eine untere Hauptrundung mit Radius r1 geformt sind.

Die Rundungen, bzw. Anfasungen der Fräsglieder haben den Zweck, entsprechend gerundete, bzw. abgeflachte Übergänge an Ecken 43 bis 46 zu bilden, welche zwischen Längsseiten 39, 40 und Stirnseiten 41, 42 des Einzelschlitzes 43 in Fig. 8 auftreten.

Der Querschnitt des Sickerwasserrohrs 12 in Fig. 1 und der Querschnitt eines Sickerwasserrohrs 47 in Fig. 7 zeigen mög­ liche, aber nicht ausschließlich hierauf begrenzte Positionen der Einzelschlitze. Die Einzelschlitze sind in Fig. 7 mit 48 bis 50 bezeichnet. In beiden Fällen der Fig. 1 und 7 sind die Einzelschlitze symmetrisch zu einer vertikalen Ebene 51 bzw. 52 angeordnet, in welcher je ein Schlitz 17 bzw. 49 in einem oberen Scheitel des Sickerwasserrohrs liegt. In der Ausführungsform nach Fig. 7 sind zwei weitere Einzelschlitze in der gleichen Umfangsrichtung um 90° beidseits versetzt: Einzelschlitze 48 und 50. Diese Einzelschlitze 48, 50, die in der gleichen Umfangsrichtung wie der Einzelschlitz 49 liegen, sind somit in einer horizontalen Ebene 53 angeordnet. Mit der in Fig. 1 gezeigten Fräsvorrichtung kann je nach der Einstel­ lung der Kettenfräser 1 bis 3 eine Anordnung der Einzelschlitze gemäß Fig. 7, aber auch gemäß Fig. 1 erzeugt werden. Wie es sich aus der Darstellung in Fig. 1 im einzelnen ergibt, sind die Einzelschlitze 16, 18 gegenüber einer horizontalen Ebene 54 nach oben versetzt, was - wie erläutert - für die Funktion des Sickerwasserrohrs günstig sein kann.

Mit der insbesondere in Fig. 1 dargestellten Fräsvorrichtung wird das Sickerwasserrohr 12 folgendermaßen geschlitzt:

Das Sickerwasserrohr 12 wird in der Spannvorrichtung 11 gehalten. Die Kettenfräser 1, 2, 3 finden sich in der darge­ stellten Ausgangslage. Nach Anlauf der umlaufenden Ketten 7, 8, 9 werden die Ketten mit den Schwertern 4, 5, 6 in Richtung zur Zentrierachse 10 gefahren, womit sie ein Segment der Ein­ zelschlitze 16 bis 18 ausformen. Die volle Ausdehnung der Einzelschlitze in Umfangsrichtung 14 erfolgt dadurch, daß die Kettenfräser bei weiterlaufenden Ketten 7 bis 9 Richtung der Pfeilpaare 26 bzw. 27 bzw. 28 geschwenkt werden. Es entstehen dadurch Einzelschlitze gleichmäßiger Breite, wie in Fig. 8 dargestellt. Die Einzelschlitze sind, wie zu dem Einzelschlitz 40 in Fig. 8 bei 41 bis 46 dargestellt, gerundet, entspre­ chend der seitlichen Formgebung der Zahnform der Fräsglieder der Ketten 7 bis 9.

Nach vollständiger Ausformung der drei in einer Umfangsrich­ tung 14 in Fig. 6 liegenden Einzelschlitze 16 bis 18 werden die Schwerter 4 bis 6 aus dem Sickerwasserrohr herausgezogen. Nach einem durch die Vorschubeinrichtung 13 bewirkten Relativ­ bewegung in Richtung der Längsachse des Sickerwasserrohrs bzw. der Zentrierachse 10 beginnt in gleicher Weise wie oben be­ schrieben der Herstellungsvorgang der Einzelschlitze in einer zu der Umfangsrichtung 14 parallelen Richtung, z. B. 15 in Fig. 6, bis das gesamte Sickerwasserrohr in der gewünschten Weise radial geschlitzt ist.

Es wird bemerkt, daß der auf die Herstellung der Einzelschlitze bezogene Teil der Erfindung auch bei einem axialen, d. h. zu der Längsachse des Sickerwasserrohrs parallelen Ausrichtung der Einzelschlitze angewendet werden kann, indem auch in die­ sem Fall die Kettenfräser mit ihren Schwertern und umlaufen­ den Ketten zunächst in das Sickerwasserrohr einstechen und sodann in Längserstreckung der Einzelschlitze bis zum Abschluß der vollständigen Einzelschlitzlänge geführt bewegt werden.

Claims (11)

1. Fräsvorrichtung zum Fräsen von Einzelschlitzen in Sickerwasserrohre, wobei die Einzelschlitze im wesentli­ chen radial, senkrecht zur Rohrachse ausgeformt werden, mit wenigstens einem Fräser, der mit einer ersten Füh­ rungseinrichtung bezüglich der Rohrachse geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräsvorrichtung mindestens einen Kettenfräser (1, 2, 3) mit einem Schwert (4, 5, 6) und umlaufender Kette (7, 8, 9) aufweist, der in einem Winkel zu einer Zentrier­ achse (10) einer Spannvorrichtung (11) für ein Sicker­ wasserrohr (12) mit der ersten Führungseinrichtung (19, 20, 21) linear geführt ist.

2. Fräsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräsvorrichtung im wesentlichen rechtwinklig zu der Zentrierachse (10) der Spannvorrichtung (11) mit der ersten Führungsrichtung (19, 20, 21) geführt ist.

3. Fräsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer zweiten Führungseinrichtung (25) eine Relativbewegung zwischen dem Schwert (4, 5, 6) des Ketten­ fräsers und dem in der Spannvorrichtung eingespannten Sickerwasserrohr (12) in einer zweiten Führungsrichtung (26, 27, 28) rechtwinklig zu der ersten Führungsrichtung (19, 20, 21) einstellbar ist.

4. Fräsvorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der zweiten Führungseinrich­ tung (25), daß mit dieser eine Relativbewegung zwischen dem Schwert (4, 5, 6) des Kettenfräsers (1, 2, 3) und dem in der Spannvorrichtung eingespannten Sickerwasserrohr (12) entlang einem Kreissegment, in dessen Mittelpunkt die Zentrierachse (10) liegt, einstellbar ist.

5. Fräsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kettenfräser (1, 2, 3), die zu der Zentrier­ achse (10) der Spannvorrichtung (11) verschiebbar geführt sind, gemeinsam auf der zweiten Führungseinrichtung (25) gelagert sind.

6. Fräsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorschubeinrichtung (13) vorgesehen ist, mit welcher ein Vorschub zwischen mindestens dem einen Ket­ tenfräser (1, 2, 3) und dem in der Spannvorrichtung (11) eingespannten Sickerwasserrohr (12) einstellbar ist.

7. Fräsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kettenfräser (1, 2, 3) Fräsglieder (29, 35, 36) aufweist, die gerundet sind.

8. Fräsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kettenfräser (1, 2, 3) Fräsglieder (32) hat, die beidseits gefast sind.

9. Fräsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräsglieder (35) unten mit einem einheitlichen Radius gerundet sind.

10. Fräsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräsglieder unten mit größerem Radius (r1) ge­ rundet sind als in ihren beiden Seiten bzw. Ecken (35, 38) (Radius r2).

11. Fräsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, gekennzeichnet durch eine derartige Einstellung der zweiten Führungseinrich­ tung (35), daß beidseits zu einem Einzelschlitz (17) im oberen Scheitel des Sickerwasserrohrs symmetrisch an­ geordnete Einzelschlitze (16, 18) gegenüber einer mitt­ leren Horizontalebene (54) des Sickerwasserrohrs (12) nach oben versetzt sind.