DE4400292A1

DE4400292A1 - Dichtanordnung

Info

Publication number: DE4400292A1
Application number: DE4400292A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Ing Grabe; Siegfried Glang
Original assignee: Phoenix AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1993-01-14
Filing date: 1994-01-07
Publication date: 1994-07-21
Also published as: JPH07504728A; DE59406995D1; US6238139B1; EP0629262A1; ES2123755T3; WO1994016197A1; JP3213323B2; EP0629262B1; ATE171758T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtanordnung, bestehend aus gegeneinander gepreßten Stirnwänden von zwei Bauteilen aus Beton, Stahlbeton oder dergleichen, insbesondere von Tunnel rohrsegmenten; sowie aus einerstrangförmigen Dichtung aus elastomerem Werkstoff (d. h. aus Gummi oder gummiähnlichem stoff) zum Abdichten des Spaltes zwischen den Bauteilen bzw. Tunnelrohrsegmenten, wobei die Dichtung einen Basisteil besitzt, der bezogen auf den Dichtteil beidseitig unter Bildung von Flanschen verbreitert ist und der mittels dieser Flansche und entsprechender zusätzlicher Verankerungsteile an einer der beiden Stirnwände der Bauteile bzw. Tunnelrohr segmente befestigt ist, während der mit dem Basisteil einstückig verbundene Dichtteil, der im Querschnitt gesehen von trapezförmiger Gestalt ist, und zwar bezogen auf den Basisteil mit abnehmender Breite unter gleichzeitiger Verjüngung der Seitenflanken, beim Zusammenpressen der Bauteile bzw. Tunnelrohrsegmente das Abdichten des Spaltes übernimmt.

Dichtanordnungen der oben beschriebenen Art sind für die verschiedensten Einsatzzwecke bekannt, wobei im folgenden insbesondere auf den Anwendungsbereich im Tunnelbau, wobei die Tunnelrohrsegmente wiederum insbesondere Einschwimm elemente sind, näher eingegangen wird (DE-C-31 01 332).

Zur Abdichtung des Spaltes zwischen zwei Einschwimmelementen wird je eine Stirnseite mit einem Dichtrahmen (Stirndichtung) aus elastomerem Werkstoff versehen. Das zuletzt abgesenkte Teilstück wird gegen seinen bereits fest montierten Vorgänger gezogen, bis eine erste Abdichtung erreicht ist.

Nachdem dann das Wasser aus der Kammer zwischen den beiden Stirnwänden der Schwimmstücke gepumpt worden ist, wird das zuletzt abgesenkte Element durch den äußeren Wasserdruck so stark gegen seinen Nachbarn geschoben, daß die Stirndichtung ihre endgültige Zusammenpressung erfährt und somit eine vollständige Abdichtung zustande kommt.

Da im Rahmen des weltweiten Tunnelbaus immer größere Anforderungen an Elastomerdichtungen gestellt werden, insbe sondere auch unter dem Gesichtspunkt zuverlässiger Abdichtung in Erdbebengebieten (z. B. Japan), besteht die Aufgabe darin, eine hochwirksame Dichtung bereit zu stellen, die selbst unter extremen Bedingungen einsatzfähig ist, und zwar über einen langen Zeitraum hinweg (100 Jahre).

Gemäß Kennzeichen des Anspruchs 1 wird nun diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb des trapez förmigen Dichtteiles wenigstens zwei, insbesondere wenigstens drei strangförmig verlaufende Kanäle angeordnet sind.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 20 genannt.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Stirnseite bzw. Stirnwand eines Einschwimm elementes mit Dichtrahmen (Stirndichtung);

Fig. 2 den Querschnitt (Schnittlinie A-A; Fig. 1) des Dichtrahmens, wobei der Profilkörper drei strangförmig verlaufende Kanäle besitzt;

Fig. 3 den Querschnitt (Schnittlinie A-A; Fig. 1) des Dichtrahmens, wobei der Profilkörper acht strang förmig verlaufende Kanäle aufweist;

Fig. 4 den Querschnitt (Schnittlinie A-A; Fig. 1) des Dichtrahmens mit zwei Strukturierungsvarianten der Stirnfläche des Profilkörpers.

Dabei stellen die Fig. 2 bis 4 den spannungslosen (d. h. unbelasteten) Zustand der Dichtungen dar.

Nach Fig. 1 ist die Stirnseite (2) des Einschwimmelementes (1) mit zwei Tunnelröhren mit einem Dichtrahmen (3) aus elastomerem Werkstoff ausgestattet, wobei nun im folgenden auf den Querschnitt (Schnittlinie A-A) des Dichtrahmens anhand verschiedener Profilstrukturen näher eingegangen wird.

Nach Fig. 2 erfolgt die Abdichtung des Spaltes (6) zwischen den beiden Einschwimmelementen (1, 4) aus Beton mittels der Dichtung (7). Die Stirnseiten (2, 5) dieser Bauelemente sind jeweils mit einer Metallplatte (8, 9) belegt, die im Beton verankert ist. Die Metallplatte (8) trägt dabei seitliche Metallprofile (10) und Metallstreifen (11), wobei die Metallprofile und Metallstreifen mittels einer Schraube (12) miteinander verbunden sind. Als Befestigungsmittel können auch L-förmige Stahlschienen (DE-C-31 01 332) zum Einsatz kommen.

Die Dichtung (7) selbst besitzt einen Basisteil (13), der bezogen auf den Dichtteil (14) beidseitig unter Bildung von Flanschen (15, 16) verbreitert ist. Diese Flansche werden dabei von den Metallprofilen (10) und Metallstreifen (11) verankernd umfaßt. An der Grundseite (17) des Basisteiles (13) sind fünf strangförmig verlaufende Rillennuten (18, 19, 20) vorhanden, wobei die im Bereich der Längsmittelebene X angeordnete Rillennut (18) wenigstens 30% breiter und/oder tiefer ist als die seitlich davon angeordneten Rillennuten (19, 20).

Der mit dem Basisteil (13) einstückig verbundene Dichtteil (14) ist im Querschnitt gesehen von trapezförmiger Gestalt, und zwar bezogen auf den Basisteil (13) mit abnehmender Breite unter gleichzeitiger Verjüngung der Seitenflanken (21, 22). Diese Seitenflanken des trapezförmigen Dichtteiles verlaufen winkelgleich, d. h. spiegelsymmetrisch bezogen auf die Längsmittelebene X. Die Stirnfläche (23) des Dichtteiles ist ebenflächig ausgebildet. In der Mitte des trapezförmigen Dichtteiles (14), und zwar im Bereich der Längsmittelebene X, sind drei strangförmig verlaufende Kanäle (24, 25, 26) vor handen, die direkt übereinander angeordnet und im wesentlichen von kreisförmiger Querschnittsgestalt sind. Dabei besitzt der sich im Bereich der Stirnfläche (23) befindende Kanal (26) einen geringeren Durchmesser als die beiden darunter ange ordneten Kanäle (24, 25).

Hinsichtlich der Dichtung (7) wie auch der Dichtungen (27; Fig. 3) und (41; Fig. 4) gelten zweckmäßigerweise folgende Parameter:

Mindestbreite a des Basisteiles:\|300 mm
Mindeststärke b der Flansche:	50 mm
Mindestabstufung der Flansche:	40 mm
Mindesthöhe d des Dichtteiles:	250 mm
Winkel α der Seitenflanken:	5 bis 15° (bezogen auf Längsmittelebene X)
Härte in Shore A der Dichtung:	50 bis 80°

Fig. 3 zeigt nun eine Dichtung (27), wobei deren Basisteil (28) mit dem der Dichtung (7; Fig. 2) formidentisch ist. Auch die Umrisse des trapezförmigen Dichtteiles (29), nämlich die Seitenflanken (30, 31) und die Stirnfläche (32), sind gleich. Dagegen sind die strangförmig verlaufenden Kanäle völlig anders angeordnet. Im Gegensatz zu der Dichtung (7; Fig. 2) sind hier die Kanäle innerhalb der gesamten Querschnitts fläche des trapezförmigen Dichtteiles (29) verteilt vor handen, und zwar bezogen auf die Längsmittelebene X unter im wesentlichen spiegelsymmetrischer Anordnung, wobei das Strukturprinzip im folgenden näher erläutert wird.

Die insgesamt acht Kanäle sind bezogen auf die Längsmittel ebene X dreireihig (Reihen I, II, III) angeordnet, und zwar derart, daß sich die mittigen Kanäle (33, 34;. Reihe II) innerhalb des Bereiches der Längsmittelebene X befinden, während zwischen dieser Längsmittelebene und den beiden Seitenflanken (30, 31) jeweils die seitlichen Kanäle (35, 36, 37; Reihe I) bzw. (38, 39, 40; Reihe III) vorhanden sind, wobei die mittigen Kanäle (Reihe II) in einem Abstand e ver setzt zu den seitlichen Kanälen (Reihen I, III) angeordnet sind. Hinsichtlich der Anzahl (m, n) der Kanäle gelten dabei folgende Parameter:

mittig angeordnete Kanäle (Reihe II): m = 2
seitlich angeordnete Kanäle (Reihe I bzw. III): n = m + 1 = 3

Die Kanäle sind auch hier im wesentlichen von kreisförmiger Querschnittsgestalt, wobei die sich im Bereich der Stirn fläche (32) des trapezförmigen Dichtteiles (29) befindenden zwei Kanäle (37, 40) einen geringeren Durchmesser besitzen als die darunter angeordneten sechs Kanäle (33, 34, 35, 36, 38, 39).

Fig. 4 zeigt nun zwei Strukturierungsvarianten der Stirn fläche (42) der Dichtung (41), wobei hinsichtlich der An ordnung der Kanäle auf die Fig. 3 verwiesen wird. Nach der einen Variante ist in der Mitte der Stirnfläche des Dicht teiles, und zwar im Bereich der Längsmittelebene X, eine einzige Rillennut (43) vorhanden. Eine zweckmäßige Alternative besteht darin, die Stirnfläche (42) mit mehreren Verzahnungen (44; gestrichelte Linienführung) zu versehen.

Auch wenn die Dichtanordnung schwerpunktmäßig am Beispiel der Spaltabdichtung von Einschwimmelementen erläutert wurde, so ist die erfindungsgemäße Stirndichtung auch zum Abdichten der Fugen anderer Bauteile mit äquivalentem Anordnungs prinzip, wo zugleich ähnlich hohe Anforderungen hinsichtlich der Dicht-Leistung gestellt werden, verwendbar.

Claims

1. Dichtanordnung, bestehend aus

- gegeneinander gepreßten Stirnwänden (2, 5) von zwei Bau teilen aus Beton, Stahlbeton oder dergleichen, insbe sondere von Tunnelrohrsegmenten (1, 4); sowie aus
- einer strangförmigen Dichtung (3, 7, 27, 41) aus elastomerem Werkstoff zum Abdichten des Spaltes (6) zwischen den Bauteilen bzw. Tunnelrohrsegmenten, wobei die Dichtung einen Basisteil (13, 28) besitzt, der bezogen auf den Dichtteil (14, 29) beidseitig unter Bildung von Flanschen (15, 16) verbreitert ist und der mittels dieser Flansche und entsprechender zusätzlicher Verankerungsteile (8, 10, 11, 12) an einer der beiden Stirnwände (2) der Bauteile bzw. Tunnelrohrsegmente (1) befestigt ist, während der mit dem Basisteil einstückig verbundene Dichtteil, der im Querschnitt gesehen von trapezförmiger Gestalt ist, und zwar bezogen auf den Basisteil mit abnehmender Breite unter gleichzeitiger Verjüngung der Seitenflanken (21, 22, 30, 31), beim Zusammenpressen der Bauteile bzw. Tunnelrohrsegmente das Abdichten des Spaltes übernimmt;
dadurch gekennzeichnet, daß
- innerhalb des trapezförmigen Dichtteiles (14, 29) wenigstens zwei, insbesondere wenigstens drei strang förmig verlaufende Kanäle (24 bis 26; 33 bis 40) ange ordnet sind.

2. Dichtanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Grundseite (17) des Basisteiles (13, 28) wenigstens drei offene oder geschlossene, strangförmig verlaufende Rillennuten (18, 19, 20) vorhanden sind, wobei die im Bereich der Längsmittelebene X angeordnete Rillen nut (18) breiter und/oder tiefer ist als die seitlich davon angeordneten Rillennuten (19, 20), die im wesent lichen spiegelsymmetrisch zu der mittigen Rillennut (18) verlaufen.

3. Dichtanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittig angeordnete Rillennut (18) wenigstens 30% breiter und/oder tiefer ist als die seitlich davon ange ordneten Rillennuten (19, 20).

4. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisteil (13, 28) eine Mindest breite a von 300 mm aufweist.

5. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (15, 16) des Basisteiles eine Mindeststärke b von 50 mm aufweisen.

6. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (15, 16) eine Mindest abstufung c von 40 mm aufweisen.

7. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der trapezförmige Dichtteil (14, 29) eine Mindesthöhe d von 250 mm aufweist.

8. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der trapezförmige Dichtteil (14, 29) eine Stirnfläche (23, 32, 42) besitzt, die - bezogen auf die Längsmittelebene X - im wesentlichen von spiegel symmetrischer Gestalt ist.

9. Dichtanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (23, 32) ebenflächig oder konkav ausgebildet ist.

10. Dichtanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (42) Rillennuten oder Verzahnungen (44) aufweist.

11. Dichtanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte der Stirnfläche (42) des trapezförmigen Dichtteiles, und zwar im Bereich der Längsmittelebene X, eine einzige Rillennut (43) angeordnet ist.

12. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflanken (21, 22, 30, 31) des trapezförmigen Dichtteiles winkelgleich, d. h. spiegelsymmetrisch bezogen auf die Längsmittelebene X verlaufen.

13. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflanken (21, 22, 30, 31) des trapezförmigen Dichtteiles in einem Winkel α von 5° bis 15° verlaufen, und zwar bezogen auf die Längsmittel ebene X.

14. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich in der Mitte des trapez förmigen Dichtteiles (14), und zwar im Bereich der Längs mittelebene X, Kanäle (24, 25, 26) vorhanden sind, die direkt übereinander angeordnet sind.

15. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (33 bis 40) innerhalb der gesamten Querschnittsfläche des trapezförmigen Dichtteiles (29) verteilt vorhanden sind, und zwar bezogen auf die Längsmittelebene X unter im wesentlichen spiegelsymme trischer Anordnung.

16. Dichtanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle bezogen auf die Längsmittelebene X drei reihig (Reihen I, II, III) angeordnet sind, und zwar derart, daß sich die mittigen Kanäle (33, 34; Reihe II) innerhalb des Bereiches der Längsmittelebene X befinden, während zwischen dieser Längsmittelebene und den beiden Seitenflanken (30, 31) jeweils die seitlichen Kanäle (35, 36, 37; Reihe I) bzw. (38, 39, 40; Reihe III) vor handen sind, wobei die mittigen Kanäle (Reihe II) in einem Abstand e versetzt zu den seitlichen Kanälen (Reihe I, III) angeordnet sind.

17. Dichtanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß hinsichtlich der Anzahl (m, n) der Kanäle folgende Parameter gelten:
mittig angeordnete Kanäle (Reihe II): m (insbesondere m = 2)
seitlich angeordnete Kanäle (Reihen I bzw. III): n = m + 1

18. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (24 bis 26; 33 bis 40) im wesentlichen von kreisförmiger Querschnittsgestalt sind.

19. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (26, 37, 40), die sich im Bereich der Stirnfläche (23, 32, 42) des trapezförmigen Dichtteiles befinden, einen geringeren Durchmesser haben als die darunter angeordneten Kanäle.

20. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung eine Härte in Shore A von 50° bis 80° besitzt.