DE4243714A1

DE4243714A1 - Rohrverschluß

Info

Publication number: DE4243714A1
Application number: DE19924243714
Authority: DE
Inventors: Guenter Keller; Gerhard Teuber; Peter Germscheid
Original assignee: Contraves GmbH
Current assignee: Coris-Umwelttechnik 78244 Gottmadingen De GmbH
Priority date: 1992-12-23
Filing date: 1992-12-23
Publication date: 1994-06-30

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rohrverschluß mit Dichtmanschette für eine Prüf- und/oder Reparatureinheit für Rohre und/oder Kanalisationsleitungen, wobei die Dichtmanschette einen mit einem Druckmedium befüllbaren Innenraum aufweist.

Rohrleitungen, und hier insbesondere Kanalisationsleitungen müssen in zeitlichen Abständen überprüft werden. Diese Überprüfung bezieht sich auf die Feststellung von mechanischen Schäden, wie Rissen, Brüchen, Rohrversatz etc. Für eine derartige Prüfung zeigt die DE-OS 41 15 371 bereits eine Prüfeinheit, welche einen vorderen und einen hinteren Rohrverschluß aufweist, die miteinander verbunden sind. Zwischen beiden Rohrverschlüssen befindet sich ein Prüfraum, der mit einem Druckmedium gefüllt wird. Je nach dem, ob dieses Druckmedium durch die Rohrwandung entweicht, kann über ein Druckhalten ein Rückschluß auf Schäden an der Rohrleitung gezogen werden.

Gemäß der DE-OS 41 15 371 werden für die vorderen und die hinteren Rohrverschlüsse jeweils Dichtelemente, beispielsweise füllbare oder aufblasbare Gummimanschetten zum Abdichten des Prüfraumes verwendet.

Derartige Rohrverschlüsse werden im übrigen auch bei einer Prüf- und Reparatureinheit gemäß der P 42 15 537.1 verwendet.

Damit ein Rohrverschluß für eine in Rohrleitungen und Kanälen einsetzbare Prüfeinheit wirkungsvoll arbeitet, muß er zumindest folgende Voraussetzungen erfüllen:

- das Verhältnis seines Durchmesser in Gebrauchslage zu seinem Durchmesser in Ruhelage sollte etwa 1,3 betragen. Das heißt, es besteht eine erhebliche Differenz des Rohrverschlusses zwischen Gebrauchs- und Ruhelage, welche an die Elastizität des Materials und an das Formveränderungsvermögen des Aufbaus erhebliche Anforderungen stellt. Der Unterschied resultiert vor allem aus dem benötigten Freiraum zum Befahren einer Rohrleitung mit der Prüfeinheit auch in Kurven.
- bei einem derartig großen Unterschied zwischen den Durchmessern in Ruhe- und Gebrauchslage ist es verständlich, daß an die Seitensteifigkeit der Dichtmanschette erhebliche Anforderungen gestellt werden. Die elastische Dichtmanschette besitzt im aufgeblasenen Zustand keine zusätzliche Seiten abstützung, so daß sie in vollem Umfange den Druck von innen aus dem Prüfraum seitlich aufnehmen muß. Dies führt dazu, daß die Dichtmanschette seitlich weggedrückt werden kann und nicht mehr an der Innenwandung des Rohres abdichtend anliegt.
- Problematisch ist auch das Abdichtverhalten gegenüber der Innenwandung des Rohres, vor allem, da die Innen wandungen in vielen Fällen nicht eben oder glatt sind. Auf den Innenwandungen, vor allem bei Kanali sationsleitungen, befinden sich oft Ablagerungen, welche von der Dichtmanschette überbrückt werden müssen.
- Aber auch gegenüber der Halterung der Dichtmanschette an der Prüfeinheit, insbesondere an dem Felgenkörper soll eine gute Abdichtung erzeugt werden. Entweicht hier das Prüfmedium, ist das Prüfungsergebnis unbrauchbar.
- Infolge des großen Durchmesserunterschiedes zwischen Ruhelage und Gebrauchslage ist das Material der Dichtmanschette einem erheblichen Streß unterworfen. Dies beeinträchtigt die Lebensdauer.
- Auch für die geometrischen Abmessungen der Dichtman schette sind Grenzen gesetzt. Die Breite sollte so gering wie möglich sein, damit die gesamte Prüfeinheit nicht zu lang gebaut werden muß und beim Kurvenfahren Schwierigkeiten hat.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtmanschette zu entwickeln, welche all die o.g. Anforderungen aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß die Dichtmanschette auf einer Außenfläche einer Buchse angeordnet und nur in einem Teilbereich mit der Außenfläche fest und dicht verbunden ist.

Diese Anordnung ermöglicht die Ausbildung einer in Ruhelage äußerst flachen Dichtmanschette, welche von außen her der Buchse anliegt und diese umfängt. Wird diese Dichtmanschette aufgeblasen, so erhält sie einen Parallelogramm-ähnlichen Querschnitt, wobei sich der Abstand ihrer beiden Enden naturgemäß verkürzt. Das heißt, das Material, welches die Dichtmanschette für den größeren Querschnitt benötigt, wird nicht primär durch Dehnung gewonnen, sondern durch ein Verkürzen des Abstandes ihrer beiden Endbereiche bzw. durch das Aufrichten der Parallelogramm-Struktur. Dies ist ein erheblicher Vorteil, der sich sowohl bezüglich der benötigten geringeren geometrischen Abmessung, der Lebensdauer als auch der Überbrückung des hohen Durchmesserunterschiedes positiv auswirkt. Das Material wird nicht gestreßt, da es nur in geringem Umfange gedehnt wird.

Für die Verbindung zwischen Dichtmanschette und Buchse genügt ein Teilbereich von etwa 1/3 der Außenfläche der Buchse. Beim Aufblasen steht dann die Dichtmanschette schirmartige von der Buchse ab. Die Verbindung erfolgt im übrigen bevorzugt durch Aufvulkanisieren.

Für das Material der Dichtmanschette hat sich günstig ein Gummimaterial herausgestellt, welches noch mit einer Gewebeeinlage versehen ist. Die Gewebeeinlage verhindert, daß die Gummimanschette zu stark in eine nicht gewünschte Richtung ausgedehnt wird. Desweiteren ist sie so ausgebildet, daß sie die Parallelogramm-Struktur unterstützt. Als Gewebeeinlage kommt beispielsweise ein Kevlar- bzw. Aramidgewebe in Frage.

Für den Querschnitt der Dichtmanschette bietet es sich an, diesen aus einer Außen- und Innenlage herzustellen, welche in den Endbereichen miteinander, beispielsweise durch vulkanisieren oder verschmelzen, verbunden sind. Hierdurch werden blockartige Endbereiche gebildet, die in geringem Umfange verdickt ausgebildet sind. Beim Aufblasen der Gummimanschette wandert der eine Endbereich nach außen und in Richtung auf den anderen Endbereich zu.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausgestaltung ist, daß die Außenlage beim Aufblasen auf die Innenwandung des Rohres auftrifft und dieser Innenwandung flächig anliegt. Hierdurch werden Ablagerungen auf der Innenwandung des Rohres durch die flächige Auflage überbrückt. Da gleichzeitig beim Aufblasen auch ein Teil der Innenlage von der Buchse abhebt und sich die Dichtmanschette schirmartig nach außen aufwölbt, sind die Druckverhältnisse besonders günstig ausgestaltet. Der Druck erfolgt von innen auf den Schirm, so daß die Außenlage bei höherem Druck auch fester an die Innenwandung des Rohres gepreßt wird.

Das Befüllen des Innenraums erfolgt auf beliebige Weise. Bevorzugt ist ein Ventil zu dem Innenraum vorgesehen, welches beispielsweise in eine Öffnung der Buchse eingeschraubt sein kann und in den Innenraum ausmündet. Auf das Ventil ist eine Zuleitung für ein Druckmedium von einer entsprechenden Druckquelle vorgesehen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Rohrverschluß;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Rohrverschluß gemäß Fig. 1 mit aufgeblasener Dichtmanschette;

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Rohrverschluß gemäß Fig. 1 in Gebrauchslage innerhalb einer Kanalisations leitung.

Ein Rohrverschluß R für beispielsweise eine Prüfeinheit gemäß der DE-OS 41 15 371 oder der Prüf- und Reparatureinheit gemäß der P 42 15 537.1 weist eine Buchse 1 auf, auf deren Außenfläche 2 eine Dichtmanschette 3 angeordnet ist. Diese Dichtmanschette 3 umfängt einen Innenraum 4, der mit einem Druckmedium gefüllt werden kann. Zum Befüllen des Innenraumes 4 steht dieser über eine Öffnung 5 in der Dichtmanschette 3 und eine Öffnung 6 in der Buchse 1 mit einer nicht näher gezeigten Druckquelle in Verbindung. Ferner kann zur Steuerung der Befüllung des Innenraumes 4 in der Öffnung 6 bzw. 5 ein Ventil angeordnet sein. Hier sind viele Ausgestaltungen denkbar und sollen von der vorliegenden Erfindung umfaßt sein.

Bevorzugt besteht die Dichtmanschette 3 aus Gummi mit einer Kevlar- bzw. Aramid-Gewebeeinlage. Die Gewebeeinlage hat vor allem den Sinn, die Ausdehnung der Dichtmanschette zu beeinflussen zur Erreichung der Parallelogramm-Struktur sowie sie zu begrenzen, damit keine Überdehnung stattfinden kann.

Die Dichtmanschette 3 ist in einem Bereich links und rechts der Öffnung 6 auf die Außenfläche 2 aufvulkanisiert und so dicht mit der Buchse 1 verbunden. Dieser Bereich beträgt etwa 1/3 der Außenflächen 2 und ist mit a gekennzeichnet.

In ihrer Kontur weist die Dichtmanschette 3 zwei blockartige Endbereiche 7 und 8 auf, in welchen eine Außenlage 9 mit einer Innenlage 10 verbunden ist. Außenlage 9 und Innenlage 10 bestehen aus einem relativ dünnen Material.

In Fig. 3 ist erkennbar, daß sich die Dichtmanschette 3 eng an eine Innenwandung 11 eines Rohres 12 anschmiegt und einen flächigen Anlagebereich b ausbildet. Das Material der Dichtmanschette 3 wird infolge der Verformung der Dichtmanschette beim Anlegen an die Innenwandung 11 kaum gestreßt, lediglich zwei Knickstellen 13 und 14 nahe den Endbereichen 7 und 8 unterliegen einer erhöhten Biegung. Die Dichtmanschette 3 weist aber insbesondere bezüglich der Druckverhältnisse erhebliche Vorteile auf, da beim Aufbau eines Innendruckes zwischen zwei benachbarten Rohrverschlüssen dieser Innendruck in Richtung des Pfeiles 15 auf die Manschette 3 wirkt und diese im Anlagebereich b noch fester an die Innenwandung 11 des Rohres 12 andrückt. Hierdurch wird auch die Anpassungsfähigkeit der Dichtmanschette 3 an die Innenwandung 11, vor allem, wenn diese Unregelmäßigkeiten aufweist, verbessert.

Da dieser Selbstverstärkungseffekt ein wesentliches Konstruktionsmerkmal des Rohrverschlusses ist, wird er am unteren Querschnitt der Dichtmanschette in Fig. 3 durch Aufzeigen des Parallelogramm-Mechanismus nochmals beschrieben:
Die sich im expandiertem Zustand der Dichtmanschette ergebenden Seiten I und II, sowie II und IV stellen das Parallelogramm dar. Dieses Parallelogramm ist mit seiner Seite I fest mit der Oberfläche der Buchse 1 verbunden. Um die Endpunkte C und D können sich die Seiten III und IV aufrichten und dadurch die Seite 11 an die Rohrwandung 11 anlegen bzw. anpressen. Wirkt jetzt eine Kraft P1 auf die Seite II des Parallelogramms, hat dieses das Bestreben, sich aufzurichten, was zu einer Verstärkung der Kraft P2 führt und damit den Anpreßdruck an die Rohrwandung 11 verstärkt.

Positionszahlenliste

1 Buchse
2 Außenfläche
3 Dichtmanschette
4 Innenraum
5 Öffnung
6 Öffnung
7 blockart. Endbereich
8 blockart. Endbereich
9 Außenlage
10 Innenlage
11 Innenwandung
12 Rohr
13 Knickstelle
14 Knickstelle
15 Pfeil
a Bereich (aufvulkanisiert)
b Anlagebereich
R Rohrverschluß
C Endpunkte
D Endpunkte
P1 Kraft
P2 Kraft

Claims

1. Rohrverschluß mit Dichtmanschette (3) für eine Prüf- und/oder Reparatureinheit für Rohre und/oder Kanalisationsleitungen (12), wobei die Dichtmanschette (3) einen mit einem Druckmedium befüllbaren Innenraum (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmanschette (3) auf einer Außenfläche (2) einer Buchse (1) angeordnet und in einem Teilbereich (a) mit der Außenfläche (2) fest und dicht verbunden ist.

2. Rohrverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilbereich (a) etwa 1/3 der Außenfläche (2) beträgt.

3. Rohrverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Dichtmanschette (3) und Außenfläche (2) durch Aufvulkanisieren erfolgt.

4. Rohrverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmanschette (3) aus Gummi hergestellt und mit einer Gewebeeinlage versehen ist.

5. Rohrverschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeeinlage so ausgebildet ist, daß sie die Ausbildung eines Parallelogrammquerschnitts beim Expan dieren ermöglicht und unterstützt.

6. Rohrverschluß nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmanschette (3) aus einer Außenlage (9) und einer Innenlage (10) besteht, welche in blockartigen Endbereichen (7, 8) miteinander verbunden sind.