DE68915967T2

DE68915967T2 - Apparat und Methode für ein verbessertes Rohr zur Mannloch-Abdichtung.

Info

Publication number: DE68915967T2
Application number: DE68915967T
Authority: DE
Inventors: William P Gundy
Original assignee: NPC Inc Japan
Current assignee: NPC Inc Japan
Priority date: 1988-12-07
Filing date: 1989-12-07
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2009-12-08
Also published as: DE68915967D1; CA2004749A1; EP0372963B1; JP2911148B2; CA2004749C; JPH02210122A; ES2057151T3; US4993722A; EP0372963A1

Description

ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Dichtungsvorrichtungen für Rohrverbindungen im allgemeinen und eine verbesserte Dichtung zur Verbindung eines Kanalisationsrohres mit einem Mannloch im besonderen.

GRUNDLAGEN DER ERFINDUNG

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, ein Rohr mit einem Mannloch einer Kanalisation zu verbinden. Das US-Patent Nr. 3,958,313 der Firma NPC, Inc. offenbart Überlegungen und Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der Installation derartiger Kanalisationsrohre, insbesondere in bezug auf das Einpassen und Abdichten von Rohren und Mannlöchern. Dieses Patent sieht ein Dichtung in Form einer Muffenverbindung vor. Ein erstes Ende wird auf ein Rohr aufgesetzt; ein zweites Ende ist in einer Zutrittsöffnung angeordnet, die in dem Schachtrohr des Mannloches ausgebildet ist; und die beiden Enden sind durch ein Übergangsteil miteinander verbunden. Bei der Installation werden mittels einer hydraulischen oder sonstigen Hebevorrichtung Spannglieder an einem dehnbaren Ring angebracht, der im Inneren des zweiten Endes der Dichtung vorgesehen ist. Die Spannglieder expandieren den Ring mit beträchtlicher Kraft und dichten das zweite Ende der Muffenverbindung gegen das Schachtrohr an dessen Zutrittsöffnung ab. In das erste Ende der Muffenverbindung wird das Rohr eingesetzt, und das zweite Ende wird durch eine externe Klammer gegen das Rohr abgedichtet, womit die Verbindung hergestellt ist. Dieses Verfahren ist im allgemeinen zweckdienlich; da jedoch die Herstellung der Dichtungsverbindung schwierig ist und separate Klemmglieder benötigt werden, erhöhen sich die Allgemeinkosten der Dichtung und ihrer Installation vor Ort.
Eine weitere Art von Rohr/Steigrohr-Dichtungen enthält hohle Dichtungskörper mit Füllstoffen, die das Steigrohr expandieren. Nach dem US-Patent Nr. 2,815,966 sind zur Installation folgende Verfahrensschritte erforderlich: Befüllen einer ringförmigen Hülle mit Polybuten und Zusammendrücken der Hülle, um Luft und das Polybuten herauszudrücken. Durch den zurückbleibenden Polybutenfilm werden die Innenflächen der Hülle zusammengehalten. Die kollabierte Hülle bleibt auf dem Spitzende eines Rohres, das in den Krümmer eines benachbarten Rohres eingesetzt ist. Eine in die Hülle eingepreßte selbsthärtende Zementmilch trennt die durch das Polybuten gebildete innere Dichtverbindung und expandiert die Hülle in den Spalt zwischen dem Spitzende und dem Krümmer, worauf der Verguß aushärtet und die Dichtwirkung aufrechterhält. Die US-Patente Nr. 3,222,076 und 3,258,271 beschreiben ähnliche Dichtungen, bei denen der Füllstoff aus einer Flüssigkeit besteht, die aushärtet. Bei dem US-Patent Nr. 3,473,829 ist die für bleibende Installationen bestimmte Dichtung mit einer Flüssigkeit gefüllt, die nach einiger Zeit erstarrt; für temporäre Installationen wird ein gasförmiger Füllstoff verwendet.
Das US-Patent Nr. 4,269,419 beschreibt eine doppelwandige Hülle mit gerippten Oberflächen, welche das Rohr und das Mannloch berühren. Nach dem Positionieren der Dichtung wird eine elastomere oder sonstige Flüssigkeit, die sich nicht vollständig verfestigt, durch ein Eingangsventil unter Druck in die Hülle gepreßt. Sobald der Füllstoff durch ein Entlüftungsventil austritt, wird das Entlüftungsventil über ein Manometer geschlossen. Sodann wird weitere Flüssigkeit eingepumpt, bis an dem Entlüftungsventil ein vorgegebener Druck erreicht ist, worauf die Ventile geschlossen werden. Nach einer bestimmten Zeit erhält der Füllstoff seine endgültige Form.
Für jedes der oben beschriebenen Verfahren werden spezielle Stoffe oder Vorrichtungen benötigt. Bei dem US-Patent Nr. 2,815,966 sind Polybuten und Walzen für einen speziellen Verfahrensschritt zum Ausdrücken der Hülle erforderlich. Die US-Patente Nr. 3,222,076, 3,258,271 und 4,269,419 benötigen separate Einfüll- und Entlüftungsventile. Das US-Patent Nr. 3,473,829 erfordert separat extrudierte oder geformte Bauteile, die zur Bildung einer Dichtung zusammengefügt werden. Diese zusätzlichen oder speziell geformten Bauteile erhöhen die Kosten der Dichtung selbst und machen die Installation vor Ort schwieriger und ebenfalls teurer.
Die EP-A-0152696 beschreibt eine Dichtung, die durch Aufschäumen eines schäumbaren Substrates innerhalb einer Hülle gebildet wird.
Es kann vorkommen, daß nicht genügend Füllstoff in die Dichtung gepreßt wurde, die daher nicht dicht ist. Bei den oben beschriebenen Verfahren sind die Füllstoffe jedoch entweder ausgehärtet oder haben eine elastische feste Masse gebildet, bevor dieser Mangel offensichtlich wird. Es ist dann schwierig, die Dichtung durch Zuführen weiteren Füllstoffes wieder instandzusetzen, da die gehärtete oder verfestigte Masse die effektive Verteilung von zusätzlichem Füllstoff innerhalb der Hülle blockiert. In derartigen Situationen muß daher die Hülle von dem Rohr abgenommen werden, was oft mit erheblichen Schwierigkeiten und Ausbrüchen im Mantel des Mannloches verbunden ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung zwischen einem Rohr und einer Tragkonstruktion vor zusehen, die einfach herzustellen und zu installieren ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Dichtung zwischen einem Rohr und einer Tragkonstruktion vorzusehen, die an der Dichtung vorzunehmende Änderungen nach der Installation erleichtert.
Die Erfindung hat ferner zur Aufgabe, eine Dichtung vorzusehen, die vor Ort mit Druck beaufschlagt wird, für deren Installation jedoch keine speziellen Stoffe erforderlich sind.
Gemäß der Erfindung sind eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 21 vorgesehen. Die Dichtung hat eine doppelwandige elastische Hülle, die einen oder mehrere durchgehende Hohlräume aufweist. Bei der Herstellung der Dichtung, also üblicherweise in der Fabrik, wird ein Koagulierungsmittel in den Hohlraum eingebracht. Vor Ort wird die Dichtung auf das Ende eines Rohres aufgesetzt und passend zu der Oberfläche einer Zutrittsöffnung positioniert, die in dem Steigrohr eines Mannloches ausgebildet ist. Nachdem das Rohr ordnungsgemäß positioniert worden ist, wird eine dünnflüssige wasserhaltige Flüssigkeit durch ein Ventil in den Hohlraum gepumpt, die die Hülle expandiert und in Dichtungsverbindung mit dem Mannloch-Steigrohr und dem Rohr bringt. Nach einiger Zeit wirken das Wasser und das Koagulierungsmittel in situ zusammen und bilden eine viskose Zellmasse, die den Hohlraum in der Dichtung vollständig ausfüllt. Da es sich um eine Zellmasse handelt, kann zu einem späteren Zeitpunkt mehr Flüssigkeit in die Hülle eingeleitet werden, um die Abmessung der Dichtung weiter zu vergrößern; diese Flüssigkeit wird dann in der Masse assimiliert.
Die Erfindung ist insbesondere in den beigefügten Ansprüchen deutlich gemacht, zum besseren Verständnis jedoch in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen erläutert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine geeignete Installation eines Rohres in einem Mannloch unter Verwendung einer erfindungsgemäß konstruierten Dichtung;
Fig. 2 zeigt ein Extrudat zur Bildung einer Dichtung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist;
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Dichtung für eine Installation gemäß Fig. 1, wobei das in Fig. 2 gezeigte Extrudat verwendet wurde;
Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3;
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der Ausrüstung, die zum Installieren der Dichtung vor Ort erforderlich ist;
Fig. 6 zeigt einen Teilschnitt der Dichtung in expandiertem Zustand;
Fig. 7 zeigt zwei Modifikationen der in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Dichtung;
Fig. 8 zeigt ein weiteres Extrudat zur Bildung einer erfindungsgemäßen Dichtung;
Fig. 9 ist ein Schnitt entlang der Linie 9-9 in Fig. 8;
Fig. 10 zeigt ein Bauteil, das in einem Herstellungsverfahren für die Dichtung gemäß den Fig. 8 und 9 verwendet wird; und
Fig. 11 ist ein Teilschnitt entlang der Linie 11-11 in Fig. 10.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die Erfindung kommt in erster Linie bei Kanalisationsrohren zum Einsatz, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind. Insbesondere wird in eine Tragkonstruktion in Form eines Hohlkörpers, beispielsweise in das Schachtrohr 11 eines Mannloches, ein Rohr 12 in eine Zutrittsöffnung 14 eingesetzt, die in dem Schachtrohr 11 ausgebildet ist und einen kreisringförmigen Rand oder eine zylindrische Fläche 15 aufweist, wobei die Erfindung jedoch nicht auf Anwendungen mit zylindrischen Rohren beschränkt ist. Üblicherweise ist die Zutrittsöffnung 14 kerngebohrt, so daß die Flächen 15 relativ glatt sind. Falls erforderlich, können jedoch auch durch Gießen oder Formen hergestellte Öffnungen mit glatten Oberflächen verwendet werden, die gleichermaßen effektiv sind. Üblicherweise weist das Schachtrohr 11 eines Mannloches zwei oder mehrere Zutrittsöffnungen zur Aufnahme von zwei oder mehreren Rohren 12 auf; in Fig. 1 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur ein Rohr und eine Zutrittsöffnung gezeigt.
Fig. 1 zeigt die relative Anordnung des Rohres, der Dichtung und des Schachtrohres während einer Phase der Installation. Insbesondere ist die Dichtung 13 in kollabiertem oder vorexpandiertem Zustand auf dem Rohr 12 positioniert. Die Dichtung ist derart angebracht, daß sie nicht nur in einer durch das Rohr 12 verlaufenden Querebene liegt, sondern auch passend zu der gekrümmten Fläche 15 angeordnet ist, derart, daß sie zentral in der Zutrittsöffnung 14 zu positionieren ist. Nach dem Positionieren der Dichtung 13 wird das Rohr 12 mit der Dichtung 13 als Einheit in die Zutrittsöffnung 14 eingeführt.
Bei einer in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform besteht die Dichtung 13 aus einem Abschnitt 16 einer extrudierten doppelwandigen Hülle unbestimmter Länge. Der Hüllenabschnitt 16 ist im Querschnitt etwa oval und hat langgestreckte Seitenwände 17 und 18 und Schmalseitenwände 21, die einen Hohlraum 22 bilden. Die Seitenwände 17 und 18 des Extrudates weisen Rillen 23 bzw. 24 auf. Bei dieser speziellen Ausführungsform haben die Rillen 23 und 24 dreieckigen Querschnitt und erleichtern die Dichtverbindung mit dem Rohr 12 und der Fläche 15, die in Fig. 1 gezeigt sind.
Die als Hohlkörper ausgeführte Dichtung 13 wird dadurch gebildet, daß der Abschnitt 16 der extrudierten Hülle in einer Länge abgeschnitten wird, die etwas kürzer ist als die periphere Erstreckung, normalerweise also der Umfang des Rohres 12 (Fig. 1). Danach wird ein Koagulierungsmittel in den Hohlraum 22 eingebracht.
Das Koagulierungsmittel kann insbesondere einen der durch Wasser zu aktivierenden Koagulierungsstoffe enthalten, die sich mit einer Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, zur Bildung eines viskosen Gels mit Zellstruktur verbinden, das im Laufe der Zeit nicht aushärtet. Außerdem müssen der Koagulierungsstoff und das daraus resultierende Gel über lange Zeiträume hinweg ökologisch unbedenklich und stabil sein. Es stehen verschiedene durch Wasser zu aktivierende Koagulierungsstoffe in kristalliner oder körniger Form zur Verfügung. Einer dieser Stoffe ist ein Polyacrylamid, das als Granulat von mehreren Herstellern zu beziehen ist. Koagulierungsstoffe in Granulatform werden einfach in den Hohlraum eingefüllt, so daß sie eine Füllung von etwa 4% ergeben.
Ein weiterer in Blattform erhältlicher Stoff besteht aus Cellulose-Gum oder aus Natrium-Carboxymethylcellulose der Aqualon Company. Die Blätter 25 werden üblicherweise gebündelt, in den Hohlraum 22 eingeführt und beschnitten (Fig. 2). Der Grad der Befüllung des Hohlraumes 22 ist unproblematisch. Es ist eine solche Anzahl von Blättern 25 zu wählen, daß bei maximalem Aufquellen eine hochviskose Masse entsteht. Gleichermaßen effektiv ist eine Anzahl wasserlöslicher Beutel mit Cellulose-Gum und einem Dispersionsmittel, die ebenfalls in den Hohlraum 22 eingeführt und zugerichtet werden (Fig. 2).
Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, wird die Dichtung dadurch fertiggestellt, daß ein herkömmlicher Ventilschaft 26 oder ein Ventil 27 in an sich bekannter Weise in eine der Schmalseitenwände eingesetzt werden. Normalerweise ist dieses Ventil so positioniert, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Es kann auch ein in gleicher Weise positioniertes, bündig eingelassenes Ventil mit einer Einführhülse verwendet werden.
Der in Fig. 2 gezeigte Abschnitt 16 ist außerdem zu einem geschlossenen Ring geformt, wobei die Enden des Abschnittes 16 nahe zueinander angeordnet sind, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Die Enden werden in eine Form eingelegt, und in den Spalt zwischen ihnen wird Gummi eingespritzt. Sodann werden die Enden und der eingespritzte Gummi mittels der Form erhitzt, so daß sie eine dichte Gummiverbindung bilden, wie in Fig. 3 durch eine strichlierte Linie 28 dargestellt ist. Zur Überprüfung der Dichtheit wird die Hülle anschließend mit Druck beaufschlagt. Dieses Verfahren bildet den werksseitigen Teil der Herstellung.
Zur Installation vor Ort wird die in Fig. 5 gezeigte Ausrüstung verwendet. Eine Handpumpe 31 oder sonstige Pumpe befördert eine Flüssigkeit wie z. B. Wasser unter Druck durch ein Rückschlagventil 32, einen Druckanzeiger 33 und einen Schlauch 34 beliebiger Länge, der im Inneren des Schachtrohres 11 abwärts bis in die Nähe der Dichtung 13 geführt ist. Das Ende des Schlauches 34 ist an einen Ablaßhahn 35 angeschlossen. Ein kurzer Schlauchabschnitt 36 verbindet den Ausgang des Hahnventiles mit dem Ventilschaft 26.
Vor Ort wird die Dichtung von dem Monteur an dem Rohr 12 angebracht, wie in Fig. 1 gezeigt ist, wobei der Ventilschaft 26 an der Oberseite des Rohres 12 angeordnet und so ausgerichtet ist, daß er dem Inneren des Schachtrohres 11 zugewandt ist, wie aus Fig. 5 deutlich wird. Nachdem das Rohr 12 in Position gebracht ist, wird der Schlauchabschnitt 38 mit dem Ventilschaft 26 oder dem Ventil 27 verbunden. Die Pumpe 31 wird in einen Flüssigkeitsbehälter wie z. B. ein Gefäß 41 oder einen sonstigen Behälter eingetaucht. Das Gefäß 41 enthält eine niederviskose, im wesentlichen inkompressible Flüssigkeit wie z. B. Wasser. Bei kalter Witterung kann jedoch eine Frostschutzlösung, z. B. ein für Scheibenwaschanlagen übliches Frostschutzmittel, zugesetzt werden, um während der Zeit, bis das Mannloch und das Rohr ordnungsgemäß abgedeckt sind, ein Gefrieren zu verhindern.
Sodann wird durch den Monteur die Pumpe 31 betätigt, um durch das Rückschlagventil 32 und das Ventil 27 hindurch Flüssigkeit in die Dichtung 13 zu pumpen. Durch weiteres Pumpen dehnt sich die Dichtung 13 bis an die Oberfläche 15 des Schachtrohres aus. Der an dem Druckanzeiger 33 abzulesende Druck nimmt weiter zu, und bei Erreichen eines Nenndruckes, der in erster Linie durch die Struktur der Dichtung 13 bestimmt ist, wird das Pumpen eingestellt. Üblicherweise liegt der Druck in einem Bereich von 30 bis 50 psi (1 psi = 6.895 Pa). In dieser Situation wird mittels des Ablaßhahnes 35 etwaige eingedrungene Luft aus der in der Dichtung 13 befindlichen Flüssigkeit abgelassen. Nach dem Entlüften wird der Druck durch weiteres Pumpen wieder auf einen Wert zwischen 30 und 50 psi oder einen sonstigen geeigneten Wert angehoben. Wenn kein signifikanter Druckabfall erfolgt, ist das System vollständig entlüftet, der Schlauch 30 wird von dem Ventilschaft 26 abgenommen und der Ventilschaft verschlossen.
Aus diesen Ausführungen wird deutlich, daß die druckbeaufschlagte Flüssigkeit die Dichtung 13 zunächst ausdehnt und in Kontakt mit der Oberfläche 15 des Schachtrohres bringt. Im Laufe der Zeit jedoch kommt es in situ zu einem Zusammenwirken der Flüssigkeit und des Koagulierungsstoffes, der als Film, Gum oder Granulat eingebracht wurde, so daß ein viskoses Gel mit Zellstruktur entsteht. Wie aus Fig. 6 deutlich wird, stellt die Dichtungsanordnung die Verbindung zwischen den Rillen 23 der Seitenwand 17 und dem Schachtrohr 11 sowie zwischen den Rillen 24 der Seitenwand 18 und dem Rohr 12 her. Der Querschnitt der Dichtung 13 bleibt durch das Gel 42 erhalten, das sich in dem Hohlraum 22 gebildet hat. Das Gel 42 ist aufgrund seiner Viskosität genügend flexibel, um eine Relativbewegung zwischen dem Rohr 12 und dem Schachtrohr 11 zu erlauben, ohne daß die Dichtwirkung beeinträchtigt wird.
Die Zellstruktur des Gels 42 bietet einen weiteren großen Vorteil. Sollte sich herausstellen, daß die Dichtung nicht mehr intakt ist, was im allgemeinen auf ein Verschieben des Rohres 12 und des Schachtrohres 11 zurückzuführen ist, muß die Dichtung 13 nicht entfernt werden. Selbst wenn sich das Gel 42 bereits gebildet hat, muß in einem solchen Falle unter Verwendung der in Fig. 5 gezeigten Ausrüstung nur zusätzliche Flüssigkeit in die Dichtung 13 eingepumpt werden, bis die Dichtung wieder hält. Die Flüssigkeit dringt in die Zwischenräume ein, die in dem Gel 42 gebildet sind, und verteilt sich auf den Hohlraum 22. Außerdem verbindet sich die neu hinzugefügte Flüssigkeit mit dem Gel 42 und bleibt innerhalb des Hohlraumes nicht isoliert. Bei einer solchen Reparatur werden alle Arbeiten durch das Mannloch hindurch ausgeführt, so daß kein Ausbrechen des Mantels des Mannloches erforderlich ist.
Fig. 7 zeigt zwei Modifikationen der in den Fig. 2 und 5 gezeigten Dichtung. Die erste Abwandlung besteht darin, daß in dem Hohlraum 22 ein Schlauch 43 angeordnet ist, der auf Abstand liegende Lochungen 44 aufweist. Dieser Schlauch 43 ist mit dem Ventilschaft 26 verbunden und sorgt für eine schnelle gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit in dem Hohlraum 22. Er verbessert auch bei einer Reparatur der Dichtung 13 die Verteilung der Flüssigkeit.
Als weitere Variante ist eine extrudierte Rippe 45 mit Rillen 46 vorgesehen, die den Rillen 23 bzw. 24 entsprechen. Die Rippe bildet eine glatte Dichtungsfläche. Eine solche Rippe 45 ist empfehlenswert, wenn die Dichtungsfläche des Schachtrohres oder des Rohres nicht sonderlich glatt ist. Die Rippe 45 wird durch ein Klebemittel, ein Bindemittel oder in sonstiger bekannter Weise nach Bedarf mit einer der langgestreckten Seitenwände 17 oder 18 verbunden. Bei manchen Anwendungen empfiehlt es sich, auf beiden Rillen 24 und 25 Rippen anzubringen. In Fig. 7 ist eine zusätzliche zweite Rippe 45a strichliert dargestellt. Diese Rippe 45a haftet an den Rillen 24 des Abschnittes 16.
Fig. 8 zeigt einen Abschnitt 116 einer extrudierten doppelwandigen Hülle unbestimmter Länge, die im Vergleich zu Fig. 2 eine alternative Konfiguration aufweist. Wie die in Fig. 2 dargestellte Hülle hat der Hüllenabschnitt 116 einen im wesentlichen ovalen Querschnitt mit langgestreckten Seitenwänden 117 und 118 und verdickt ausgebildeten Schmalseitenwandungen 120 und 121. Der Abschnitt 116 unterscheidet sich jedoch dadurch, daß er eine langgestreckte Zwischenmembrane 130 aufweist, die zwischen den langgestreckten Seitenwänden 117 und 118 ausgebildet ist, so daß zwei nebeneinanderliegende Hohlräume 122 und 131 gebildet sind. Außerdem sind anstelle der in Fig. 2 gezeigten Rillen 23 und 24 eine Reihe rechteckiger oder abgerundeter Rippen vorgesehen, die in Gruppen angeordnet sind. Die Rippen innerhalb einer Gruppe sind mit einem Abstand zueinander angeordnet, der größer ist als die Höhe der einzelnen Rippen, so daß sich jede Rippe unabhängig von einer benachbarten Rippe verbiegen kann. Bei der in den Fig. 8 und 9 gezeigten Ausführungsform weist eine Gruppe 132 drei rechteckige Rippen 132A, 132B und 132C auf, die an der Oberseite der langgestreckten Seitenwand 117 über dem Hohlraum 122 angeordnet sind. Eine gleich ausgebildete Gruppe 133 ist über dem Hohlraum 131 angeordnet, und die Gruppen 134 und 135 sind unter den Hohlräumen 122 bzw. 131 angebracht. Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel beträgt der Rippenabstand das Drei- bis Vierfache der Rippenbreite und die Rippenhöhe etwa 1/16 Inch (1 Inch = 25,4 mm). Für andere Anwendungen können die Rippen auch unterschiedliche Höhen, Breiten und Abstände aufweisen.
Während der Herstellung einer Dichtung sind die Hohlräume 122 und 131 mit dem durch Wasser zu aktivierenden Koagulierungsmittel 136 gefüllt. Es wurde festgestellt, daß das Polyacrylamid-Granulat für diese Konfiguration besonders gut geeignet ist. In gleicher Weise wie die in Fig. 2 gezeigte Dichtung wird die Dichtung dadurch fertiggestellt, daß ein herkömmlicher Ventilschaft 26 und ein Ventil 27 in eine Schmalseitenwandung, beispielsweise die Schmalseitenwandung 120, durch Vulkanisieren oder in sonstiger bekannter Weise eingesetzt werden. Der Steg 130 kann außerdem eine Einzelöffnung 137 aufweisen, die zwischen dem Hohlraum 122 und dem Hohlraum 131 eine Durchtrittsöffnung für Wasser bildet. Wenn durch den Ventilschaft 25 Wasser in die Hohlräume 122 und 131 eintritt, drückt es die langgestreckten Seitenwände 117 und 118 in radialer Richtung nach außen zum Umfassen eines Rohres, beispielsweise des in Fig. 1 gezeigten Rohres 12. Außerdem wirkt das Wasser mit dem Granulat 136 in dem Hohlraum 122 zusammen und tritt durch die Öffnung 137 hindurch, um mit dem Granulat 136 in dem Hohlraum 131 zusammenzuwirken. Die Polyacrylamid-Kristalle 136 absorbieren das Wasser und vergrößern ihr Volumen beträchtlich. Auf diese Weise verwandelt sich die Flüssigkeit in ein viskoses Gel, das die Hohlräume ausfüllt und die Dichtung stabilisiert.
Aufgrund der Konstruktion der Dichtung 116, die verdickt ausgebildete Schmalseitenwandungen 120 und 121 sowie die Mittelmembrane bzw. den Steg 130 aufweist, werden die langgestreckten Seitenwände 117 und 118 ausgedehnt und bilden mittig über jedem der Hohlräume 122 und 131 Ausbuchtungen, wie aus Fig. 9 deutlich wird. Diese natürliche Tendenz der Dichtung, sich in der Mitte der Hohlräume 122 und 131 leichter zu verformen als an den Schmalseiten 120 und 121 und dem Steg 130, bietet den Vorteil, daß entlang jeder der Gruppen von Dichtrippen 132 bis 135 eine größere Dichtwirkung zwischen der Dichtung 116 und den benachbarten Betonflächen entsteht.
Die größere Dichtkraft der Dichtrippen 132 bis 135 und die spezifische Konstruktion jeder Gruppe von in Abständen angeordneten Rippen mit ihrer rechteckig gerippten Oberfläche ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Dichtung auf rauhe Betonflächen aufgebracht wird. Diese Doppeldichtung und die Rippenstruktur haben eine zweifache Wirkung. Zum einen wird die Dichtwirkung der Rippengruppen 132 bis 135 auf der Betonoberfläche und in den Betonporen selbst verbessert. Ein Durchsickern von Flüssigkeit unter einer Dichtrippe durch in einen Hohlraum zwischen den Rippen und durch die gesamte Dichtungsstruktur hindurch ist damit weniger wahrscheinlich. Zum anderen verbessert die doppelte Expansion der Dichtung die dauerhafte Verbindung zwischen dem Rohr und dem Mannloch. Die vergrößerte Konfiguration hat die Tendenz, mehr Reibung zu erzeugen, und hemmt die Translationsbewegung des Rohres relativ zu den Betonoberflächen, die an ihm anliegen und es abstützen.
Wie oben beschrieben, können die in den Fig. 1 bis 9 gezeigten Dichtungen dadurch hergestellt werden, daß große Längen des gewünschten Profiles extrudiert werden, eine gewünschte Länge des Extrudates abgeschnitten wird, und die Enden zur Fertigstellung der Dichtung miteinander verbunden werden. Gemäß einem weiteren Verfahren besteht die Dichtung aus zwei in einer Gießform hergestellten Teilen, die an dem Umfang der Dichtung miteinander verbunden werden. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, wird eine Hälfte einer vollständigen Dichtung als Bauteil 200a in einer Gießform hergestellt; sie entspricht der Dichtungshälfte, die entsteht, wenn man die in Fig. 10 gezeigte Dichtung entlang einer mit MP bezeichneten Mittelebene trennt. Der Gesamtumfang der Gießform und somit des Dichtungsbauteiles 200a entspricht einem vorgegebenen Rohrdurchmesser. Für jede Größe einer Dichtung oder eines Rohres wird also eine Gießform benötigt. In jeder Gießform werden im wesentlichen gleiche Bauteile hergestellt, wobei die Dichtung durch zwei spiegelbildlich angeordnete Bauteile 200a und 200b gebildet ist.
In den Fig. 10 und 11 sind dieselben Bezugszeichen verwendet wie für die in den Fig. 8 und 9 gezeigte Ausführungsform. In der Gießform wird ein Dichtungsbauteil 200a hergestellt, das einen langgestreckten Wandungsabschnitt 118 mit Rippen 134 und 135, zwei durch Teile 120a und 121a gebildete Hälften der Schmalseitenwandungen 120 und 121 und die durch den Teilsteg 130a gebildete Hälfte des Mittelsteges 130 aufweist. Das Bauteil hat eine Teilöffnung 201a zur Aufnahme des Ventilschaftes 26 und eine Teilöffnung 137a zur Bildung der Durchtrittsöffnung 137 durch den Steg 130.
Die Herstellung einer Dichtung unter Verwendung der Formbauteile umfaßt die nachfolgend aufgeführten Verfahrensschritte mit weiteren Vorschlägen. Durch Spritzgießen werden ein erstes Bauteil 200a und ein zweites Bauteil 200b hergestellt. Der Ventilschaft 26 oder das Ventil 27 werden in die Öffnung 201a eingesetzt, und in die Aussparungen zwischen den Teilen 120a und 121a der Schmalseitenwandungen und dem Teilsteg 130a wird das Granulat 136 eingebracht. Eine Hälfte, nämlich das in Fig. 11 strichliert dargestellte Bauteil 200b, wird auf das Bauteil 200a aufgesetzt. Die beiden Hälften werden durch Vulkanisieren oder ein anderes Verfahren miteinander verbunden und bilden eine vorbefüllte Dichtung von geeigneter Länge.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es also möglich, die Konstruktion und Installation einer Dichtung zwischen einem Rohr und einer Tragkonstruktion zu vereinfachen. Es müssen keine speziellen Füllstoffe zur Baustelle mitgenommen werden. Die für die Installation benötigte Ausrüstung ist einfach und kann viele Male verwendet werden. Durch die poröse Beschaffenheit des in dem Hohlraum gebildeten Gels kann die Dichtung außerdem in kurzer Zeit repariert werden.
Die obige Beschreibung bezieht sich auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung. Es ist jedoch offensichtlich, daß diese spezifischen Ausführungsformen in vielfacher Weise abgewandelt werden können, beispielsweise durch Verwendung unterschiedlicher Koagulierungsmittel oder abgerundeter Rippen anstelle der in den Fig. 8 und 9 gezeigten rechteckigen Rippen.

Claims

1. Vorrichtung zur flexiblen Dichtungsverbindung eines Rohres mit einem geschlossenen Körper, in dem ein durch einen kreisringförmigen Rand begrenztes Loch ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung eine Dichtung aufweist mit

einer doppelwandigen elastischen Hülle, die die Umfangsfläche des Rohres umschließt und in ihrem Inneren einen durchgehenden Hohlraum aufweist, sowie einer Vorrichtung zum Einleiten einer niederviskosen, im wesentlichen inkompressiblen Flüssigkeit unter Druck in die Hülle, so daß die Wände der Hülle ausgedehnt werden und in Dichtungsverbindung mit dem Rohr und mit der die Zutrittsöffnung umgebenden Trägerstruktur treten, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Hohlraum ein durch Wasser zu aktivierendes Koagulierungsmittel befindet, das mit der wasserhaltigen Flüssigkeit eine zellförmige viskose Masse bildet, die den Hohlraum ausfüllt und die Hülle in ihrem ausgedehnten dichtenden Zustand abstützt und dadurch eine begrenzte Bewegung zwischen dem Rohr und der Trägerstruktur erlaubt, während die zwischen diesen bestehende Abdichtung erhalten bleibt.

2. Dichtung nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeitseinleitungsvorrichtung ein mit der Hülle verbundenes Ventil aufweist, um an einem Eingang zu dem Ventil Flüssigkeit unter Druck in den Hohlraum einzuleiten.

3. Dichtung nach Anspruch 2, wobei die Flüssigkeitseinleitungsvorrichtung zusätzlich eine Verteilerleitung aufweist, die in dem Hohlraum angeordnet und mit dem Ausgang des Ventiles verbunden ist, um die Verteilung der Flüssigkeit in dem Hohlraum und auf das Koagulierungsmittel zu erleichtern.

4. Dichtung nach Anspruch 1, wobei die Hülle aus einem Extrudat unbestimmter Länge gebildet ist, und wobei eine Hülle für eine spezielle Anwendung aus einem Extrudat einer bestimmten Länge gebildet ist und eine aus dem Koagulierungsmittel bestehende Füllung aufweist, und wobei die Enden dieses Teiles zusammengefügt werden, um mit einem ringförmigen Hohlraum eine geschlossene Struktur zu bilden.

5. Dichtung nach Anspruch 1 oder 4, wobei die Hülle einen ovalen Querschnitt und genutete Oberflächen aufweist, die zur Abdichtung des Rohres und des geschlossenen Körpers in jeder der beiden langgestreckten Seiten ausgebildet sind.

6. Dichtung nach Anspruch 5, wobei die genuteten Oberflächen ein dreieckiges Profil haben.

7. Dichtung nach Anspruch 5, die zusätzlich eine extrudierte Rippe mit auf einer Seite ausgebildeten Nuten aufweist, die mit auf einer Seite der Hülle angeordneten Nuten zusammenpassen.

8. Dichtung nach Anspruch 1 oder 4, wobei die elastische Hülle mehrere durchgehende Hohlräume, eine zwischen benachbarten Hohlräumen angeordnete Trennmembrane sowie eine in der Membrane ausgebildete Öffnung zum Einleiten der Flüssigkeit in die Hohlräume aufweist.

9. Dichtung nach Anspruch 8, wobei die Hülle einen langgestreckten Querschnitt hat, der die Dichtungswände zum Abdichten des Rohres und des Mannloches bestimmt, und zusätzlich Endwandungen aufweist, die die Dichtungswände verbinden und dicker sind als die Dichtungswände.

10. Dichtung nach Anspruch 8, wobei die mehreren Hohlräume aus zwei Hohlräumen bestehen.

11. Dichtung nach Anspruch 8, wobei die Dichtung zusätzlich mehrere Dichtrippensätze aufweist, die sich in Längsrichtung der Hülle erstrecken und relativ zu jedem der Hohlräume mittig auf jeder der Außenflächen der Hülle angeordnet sind, und wobei jeder Rippensatz mehrere auf Abstand liegende einzelne Dichtrippen aufweist.

12. Dichtung nach Anspruch 11, wobei das durch Flüssigkeit zu aktivierende Koagulierungsmittel ein Polyacrylamid in Granulatform enthält.

13. Dichtung nach Anspruch 11, wobei jeder der Dichtrippensätze drei Dichtrippen aufweist.

14. Dichtung nach Anspruch 11, wobei die Flüssigkeitseinleitungsvorrichtung einen mit der Hülle verbundenen Ventilschaft und ein in dem Ventilschaft angeordnetes Ventil aufweist, um an einem Eingang zu dem Ventilschaft Flüssigkeit unter Druck in den Hohlraum einzuleiten.

15. Dichtung nach Anspruch 14, wobei das durch Flüssigkeit zu aktivierende Koagulierungsmittel ein Polyacrylamid in Granulatform aufweist und die Flüssigkeit Wasser enthält.

16. Dichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Flüssigkeitszuführvorrichtung zum Zuführen der Flüssigkeit unter Druck zu der Einleitungsvorrichtung aufweist.

17. Dichtung nach Anspruch 16, wobei die Flüssigkeitszuführvorrichtung folgende Bauteile aufweist:

eine Druckpumpe zum Erzeugen eines druckbeaufschlagten Flüssigkeitsstromes,

ein mit dem Ausgang der Pumpe verbundenes Prüfventil, und

eine Entlüftungsvorrichtung, die das Prüfventil mit der an der Dichtung angeordneten Flüssigkeitseinleitungsvorrichtung verbindet, wobei die Flüssigkeitszuführvorrichtung Flüssigkeit unter Druck zuführt und die Entlüftungsvorrichtung das Entweichen von eingedrungener Luft aus der Dichtung ermöglicht.

18. Dichtung nach Anspruch 17, wobei die Flüssigkeitseinleitungsvorrichtung einen mit der Hülle verbundenen Ventilschaft und ein in dem Ventilschaft angeordnetes Ventil aufweist, um an einem Eingang zu dem Ventilschaft Flüssigkeit unter Druck in den Hohlraum einzuleiten.

19. Dichtung nach Anspruch 17, wobei die Hülle aus einem Extrudat unbestimmter Länge gebildet ist, und wobei eine Hülle für eine spezielle Anwendung aus einem Extrudat einer bestimmten Länge gebildet ist und eine aus dem Koagulierungsmittel bestehende Füllung aufweist, und wobei die Enden dieses Teiles zusammengefügt werden, um mit einem ringförmigen Hohlraum eine geschlossene Struktur zu bilden.

20. Dichtung nach Anspruch 17, wobei die Hülle aus ersten und zweiten komplementären gegenüberliegenden ringförmigen Teilen gebildet ist, deren Durchmesser dem Durchmesser des Rohres entspricht, und wobei jeder Ring erste und zweite Teilhohlräume sowie Teilöffnungen aufweist, von denen die eine zur Aufnahme eines Ventiles dient und die andere eine Durchtrittsöffnung für Flüssigkeit von einem Hohlraum in einen anderen bildet.

21. Verfahren zum Herstellen einer Dichtung zwischen einem Rohr und einer Trägerstruktur mit den Verfahrensschritten:

A. Ausbilden einer größer als das Rohr bemessenen Zutrittsöffnung in der Trägerstruktur,

B. Umgeben des Rohres mit einer durchgehenden Umhüllung, welche eine Hülle aufweist, die ein durch Wasser zu aktivierendes Koagulierungsmittel enthält und eine geschlossene Struktur bildet, und in der ein Ventil zur Verbindung mit den inneren Teilen der Hülle angeordnet ist,

C. Positionieren des Rohres und der Hülle in der Zutrittsöffnung,

D. Zuführen von wasserhaltiger Flüssigkeit unter Druck zum Ausdehnen der Hülle zwecks Dichtungsverbindung mit dem Rohr und der Trägerstruktur, und

E. Ablassen etwaiger, in die Flüssigkeit eingedrungener Luft und Wiederbeaufschlagen der Flüssigkeit mit Druck, so daß die Flüssigkeit und das Koagulierungsmittel in der Hülle eine zellförmige viskose Masse bilden, die das gesamte Volumen der Hülle ausfüllt.

22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Bildung der das Rohr umgebenden Hülle folgende Verfahrensschritte aufweist: Abschneiden einer bestimmten Länge des Hüllenmaterials und Zusammenfügen der Enden des abgelängten Teiles durch Vulkanisieren zur Bildung einer geschlossenen Schlaufe sowie Einsetzen des Ventiles in die bestimmte Länge, wobei das Ventil auf dem Rohr angeordnet ist.

23. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Zuführen von Flüssigkeit den Verfahrensschritt aufweist, daß Wasser unter Druck durch das Ventil in die Hülle gepumpt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Zuführen von Flüssigkeit die Verfahrensschritte aufweist, daß eine Lösung aus Wasser und Frostschutzmittel hergestellt und die Lösung unter Druck durch das Ventil in die Hülle gepumpt wird.