EP1473414A2

EP1473414A2 - Plugs for holes in manhole cover and manhole cover

Info

Publication number: EP1473414A2
Application number: EP03015728A
Authority: EP
Inventors: Heinrich Ronald
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2004-11-03
Also published as: EP1473414A3; DE10231591B4; DE10231591A1

Abstract

Device for preventing external water from entering sewerage, pumping stations and clarification plants has openings in shaft/channel covers which are covered in an air-permeable but water-impermeable manner by individually separated membranes/microporous coatings (4) or a closed ring of a membrane/microporous coating. Preferred Features: Inorganic and climate membranes are used as the materials for the membranes/microporous coatings. Form-locking inserts (3) with attached outer and inner support surfaces are inserted in the openings in the shaft covers. The inserts have spring hooks.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung des Aufbaus von Schachtdeckeln aller Belastungsklassen, Größen und Formen an Kanalschächten sowie auch an Kabelschachtdeckeln, wenn es darum geht, den Anteil von Fremdwasser, der als Oberflächen- (Niederschlags-) wasser anfällt, separat in die Vorflut einzuleiten und nicht über die in herkömmlicher Art mit offenen Belüftungsöffnungen versehenen Schachtdeckeln der vorgenannten Verwendung in die Abwasserkanalisation eindringen zu lassen.
Die jährlichen Niederschlagsmengen in Form von Regenwasser und der Schneeschmelze in der Hauptsache - belasten in erheblichem Maße die Kapazitäten der kommunalen Klär- und Pumpwerke der Abwasserbehandlung bzw. die in ländlichen Gebieten für mehrere Ortschaften in Abwasserzweckverbänden errichteten. Obwohl bei der Neuanlage von Entsorgungsnetzen bereits strikt auf die getrennte Abführung von zu klärenden Abwässern und von Oberflächenwässern orientiert wird und auch strenge Kontrollen zu den diesbezüglich erteilten Auflagen durchgeführt werden, wurde bisher nicht darauf geachtet, dass die an sich technisch notwendigen Belüftungsöffnungen an Schachtdeckeln vor dem Eintritt von Fremdwasser, in diesem Fall in der Regel ein Teil der jährlich auftretenden Niederschlagsmengen, geschützt werden.
Gemäß neuester wissenschaftlich-technischer Berechnungen sind generell eine Vielzahl von Entsorgungsnetzen, Klär- und Pumpwerken in ihren Kapazitäten viel zu groß angelegt, was dem ungehinderten Zufluss oder der noch nicht genügenden Trennung des Oberflächenwassers geschuldet ist. Es ist bekannt, dass laut einer Studie anlässlich der 33. Essener Tagung für Wasser- und Abfallwirtschaft vom 29.03 bis 31.03.2000 vorgestellt in einem Tagungsband - erarbeitet von der Rheinisch-Westfälischen TH Aachen - Kläranlagen in verschiedenen Siedlungsräumen Deutschlands zwischen 50 und 100% Fremdwasseranteile zu verarbeiten haben. Damit ist vorprogrammiert, dass die einzelnen Anlagenteile der arbeitenden Klärwerke und entsprechende periphere Anlagen mindestens über die Hälfte überdimensioniert sind. Dies resultiert nicht nur allein dadurch, dass die vorgenannten Schachtdeckel den ungehinderten Eintritt von Fremdwasser zulassen, aber es wird angenommen, dass ca. 20% der Niederschläge hierdurch "entsorgt" werden. The invention relates to an improvement in the construction of manhole covers of all load classes, sizes and shapes on manholes as well as on manhole covers when it comes to separately and not the proportion of extraneous water that accumulates as surface (precipitation) water in the receiving water to penetrate into the sewage system via the manhole covers of the aforementioned use, which are provided in a conventional manner with open ventilation openings.
The annual amounts of precipitation in the form of rainwater and the melting of snow mainly - have a significant impact on the capacities of the municipal sewage treatment and pumping stations for wastewater treatment and those built up in rural areas for several localities in waste water associations. Although the new installation of waste disposal networks already strictly focuses on the separate discharge of wastewater to be treated and surface water, and strict controls are also carried out on the conditions imposed in this regard, it has so far not been ensured that the ventilation openings on the manhole covers, which are technically necessary, are positioned in front of the Ingress of extraneous water, in this case usually part of the annual rainfall, is protected.
According to the latest scientific and technical calculations, a large number of disposal networks, sewage treatment plants and pumping stations are far too large in their capacities, which is due to the unimpeded inflow or the insufficient separation of the surface water. It is known that according to a study on the occasion of the 33rd Essen Conference for Water and Waste Management from March 29 to March 31, 2000 presented in a conference volume - developed by the Rheinisch-Westfälische TH Aachen - sewage plants in different settlement areas in Germany between 50 and 100% foreign water have to process. It is therefore inevitable that the individual plant parts of the working sewage treatment plants and corresponding peripheral plants are at least over-sized. This does not only result from the fact that the aforementioned manhole covers allow the unimpeded entry of extraneous water, but it is assumed that approximately 20% of the precipitation is "disposed of" as a result.

Nach der vorgeschlagenen Lösung gemäß US 4 597 692 ist ein wiederholt verwendbarer Kanalschachtdeckel bekannt, dessen Öffnungen bis auf einen herausnehmbaren Stöpsel versiegelt sind, wobei auch der den Deckel tragende Seitenrand des Kanalschachtes einer Versiegelung bedarf. Im Randbereich zwischen der Seitenkante des Deckels und der Seitenkante der vorgenannten Auflage am Kanalschacht sind Befestigungen u. a. zur Zentrierung des Deckels auf dem Kanalschacht vorgesehen deren Montage sehr zeitaufwendig ist.
An den Öffnungen der gezeigten Kanaldeckel sind in einer Variante Flatterventile an der Unterseite des Kanaldeckels angebracht, die Gerüche aber nicht eindringendes Oberflächenwasser abhalten.According to the proposed solution according to US Pat. No. 4,597,692, a manhole cover which can be used repeatedly is known, the openings of which are sealed except for a removable plug, the side edge of the manhole supporting the cover also requiring sealing. In the edge area between the side edge of the cover and the side edge of the abovementioned support on the sewer shaft, fastenings are provided, inter alia, for centering the cover on the sewer shaft, and their assembly is very time-consuming.
In a variant, flap valves are attached to the underside of the manhole cover at the openings of the manhole covers shown, but the odors prevent surface water from penetrating.

Da im Hinblick auf den bekannten Stand der Technik und den z. Z. geltenden technischen Vorschriften im Rahmen der in Deutschland verbindlichen DIN 19584 und DIN 4271 keine Lösungen zur Fremdwasservermeidung angeboten werden, ist es nunmehr nicht zuletzt aus volkswirtschaftlichen, sondern auch aus Umweltschutzgesichtspunkten heraus geboten, neue Wege zu gehen.Since with regard to the known prior art and the z. Current technical Regulations within the framework of DIN 19584 and DIN 4271, which are binding in Germany, none Solutions to prevent extraneous water are offered, it is not least now economics, but also from an environmental point of view, new ones Ways to go.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, für die Öffnungen an den Deckeln für Kanalschächte Maßnahmen vorzusehen, wobei ohne größeren technischen Aufwand dort einerseits Verschlussstopfen mit luftdurchlässigen jedoch wasserundurchlässigen Membranen, die mikroporös beschichtet sind, montagefähig eingesetzt werden oder die Verschlussdeckel für Kanalschächte andererseits in ihrer Herstellungsweise gleich so geändert werden, dass im Bereich der ringförmigen Anordnung der Belüftungsöffnungen eine derartige Öffnungen aufweisende Metallauflage in den Deckel formschlüssig integriert ist, wobei deren Eigenlast eine ringförmig darunterliegende Membran fixiert.
Damit ist gesichert, dass kostengünstig bereits im Einsatz befindliche Deckel nachgerüstet werden und, bei der Anlage neuer Abwassersysteme, modifizierte Verschlussdeckel mit der neuen Ausbildung Verwendung finden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie folgt gelöst, wobei hinsichtlich der grundlegenden erfinderischen Gedanken auf den Patentanspruch 1 verwiesen wird. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Patentansprüchen 2 bis 6. It is therefore an object of the invention to provide measures for the openings on the covers for sewer shafts, wherein, on the one hand, sealing plugs with air-permeable but water-impermeable membranes, which are coated with a microporous coating, can be used without major technical outlay, or the sealing covers for sewer shafts, on the other hand, are identical in their production method be changed such that in the area of the annular arrangement of the ventilation openings, such a metal support having openings is integrated in a form-fitting manner in the cover, the inherent load of which fixes an annular membrane underneath.
This ensures that covers that are already in use can be retrofitted at low cost and that modified sealing covers with the new design are used when new sewage systems are installed.
According to the invention the object is achieved as follows, reference being made to claim 1 with regard to the basic inventive ideas. The further embodiment of the invention results from patent claims 2 to 6.

Folgende ergänzende Hinweise zur erfinderischen Lehre sind erforderlich:The following additional information on inventive teaching is required:

Die Erfindung besitzt in vielen Fällen die Möglichkeit, bei bereits im Einsatz befindlichen Schachtdeckeln eine erfindungsgemäße Nachrüstung vorzunehmen, sie ist jedoch hauptsächlich bei künftiger Neugestaltung von Schacht- und Kanaldeckeln von vornherein zu integrieren. Die in der überwiegenden Mehrzahl bzgl. ihrer Größe und Form genormten Öffnungen an Kanal- und Schachtdeckeln bilden das Maß für formschlüssige gearbeitete Einsätze.
Sie besitzen am nach oben und außen weisenden Rand eine ringförmige Auflage, die ebenflächig auf der Oberseite des Deckels aufliegt und dabei keine Behinderung in Bezug auf Begehung oder Befahrung darstellt. Der in die Öffnung ragende Teil des Einsatzes weist am unteren Ende eine nach innen abgewinkelte ringförmige Auflage auf, die das luftdurchlässige und wasserdichte Material trägt. Die Befestigung erfolgt in herkömmlicher Weise mittels Verklebung oder mechanischen Befestigungsmöglichkeiten. Als das speziell dichtende Material kommen anorganische Membranen aus Metallen oder Keramiken, polymeren Membranen sowie mikroporöse Beschichtungen auf das als Membran wirkende Material in Frage. Um nach Regenfällen oder anderweitig auftretendem Oberflächenwasser möglichst wenig "stehendes" Wasser auf den abgedeckten Öffnungen zu belassen, werden die Membranen soweit als technisch sinnvoll weit nach oben und außen angebracht. Es muss jedoch gewährleistet sein, dass eine mechanische Beschädigung durch eine normal übliche Verkehrsbelastung nicht eintreten kann.
Gegen ein unbeabsichtigtes Herauslösen aus den Öffnungen der Kanal- oder Schachtdeckel erhalten die erfindungsgemäß ausgestatteten Einsätze am nach unten weisenden, innenliegenden Rand federnde Spangen.In many cases, the invention has the possibility of retrofitting the manhole covers already in use, but it is mainly to be integrated from the outset in the future when manhole and manhole covers are redesigned. The vast majority of openings in manhole and manhole covers, standardized in terms of size and shape, form the measure for form-fitting machined inserts.
They have an annular support on the upward and outward-facing edge, which lies flat on the top of the lid and does not represent a hindrance with regard to inspection or driving. The part of the insert protruding into the opening has at the lower end an inwardly angled annular support which carries the air-permeable and waterproof material. The attachment takes place in a conventional manner by means of gluing or mechanical attachment options. Inorganic membranes made of metals or ceramics, polymeric membranes and microporous coatings on the material acting as membrane can be considered as the special sealing material. In order to leave as little "standing" water as possible on the covered openings after rain or other surface water, the membranes are attached far up and out as far as is technically reasonable. However, it must be ensured that mechanical damage from normal traffic loads cannot occur.
To prevent unintentional removal from the openings of the sewer or manhole covers, the inserts equipped according to the invention have resilient clips on the downward-facing, inner edge.

In Bezug auf eine komplette Integration der als Membrane verwendeten Materialien in eine neu zu konzipierenden Kanal- oder Schachtdeckelausbildung wird vorgesehen, dass im Bereich der Öffnung eine alle erfassende und dabei umlaufende Ausnehmung vorliegt, auf welcher die Membran in vorgefertigter, geschlossener Form ringförmig auflegbar und diese dann mittels einer die Ausnehmung ausfüllenden Metallauflage festgeklemmt ist.
Zusätzliche Befestigungsarten der Membran können in diesem Fall vollkommen entfallen. With regard to a complete integration of the materials used as a membrane into a newly designed duct or manhole cover design, it is provided that in the area of the opening there is an all-encompassing and circumferential recess on which the membrane can be placed in a ring in a prefabricated, closed form and this is then clamped by means of a metal pad filling the recess.
In this case, additional types of membrane fastening can be dispensed with entirely.

Sollten durch bestimmte Extremsituationen oder ggf. mutwilliges Beschädigen die Membranen ihre Funktion nicht mehr erfüllen können, ist in beiden Grundvarianten ein problemloser Ersatz durch leichte Montage-/Demontagearbeiten möglich.Should the membranes be caused by certain extreme situations or possibly willful damage can no longer perform their function is problem-free in both basic versions Replacement possible through light assembly / disassembly work.

Die Erfindung soll nunmehr anhand von Ausfilhrungsbeispielen näher erläutert werden.
Die einzelnen Figuren zeigen:

Figur 1:: Schacht- oder Kanaldeckel mit ringförmiger angeordneten Öffnungen
Figur 2:: Schnitt B-B gemäß Figur 1
Figur 3:: Schnitt D-D
Figur 4:: Schnitt C-C
Figur 5:: Schacht- oder Kanaldeckel mit ringförmiger Ausnehmung und einlegbarer, die Membran festklemmender Metallauflage
Figur 6:: Schnitt A-A gemäß Figur 5

The invention will now be explained in more detail using exemplary embodiments.
The individual figures show:

Figure 1:: Manhole or manhole covers with openings arranged in a ring
Figure 2:: Section BB according to FIG. 1
Figure 3:: Section DD
Figure 4:: Section CC
Figure 5:: Manhole or manhole cover with ring-shaped recess and insertable, metal membrane that clamps the membrane
Figure 6:: Section AA according to FIG. 5

Die einzelnen Bezugszeichen lauten:

1 - Schachtdeckel

2 - Öffnung

3 - Einsatz

4 - Membran

5 - Federspange

6 - Außenauflage

7 - Innenauflage

8 - Kanaldeckel

9 - Ausnehmung

10 - Metallauflage

11 - Membran

12 - Arretierung

The individual reference symbols are:

1 - manhole cover

2 - opening

3 - Use

4 - membrane

5 - spring clip

6 - Outdoor pad

7 - inner pad

8 - channel cover

9 - recess

10 - metal pad

11 - membrane

12 - locking

Ein in diesem Fall runder Schachtdeckel 1 besitzt in der Nähe seines Randes die Öffnungen 2 in runder, ovaler oder in andersartiger Gestalt. In diese Öffnungen 2 sitzt formschlüssig ein Verschlussstopfen jeweils als Einsatz 3, der oben die Außenauflage 6 und am nach unten und innen weisenden Ende die Innenauflage 7 ausgebildet hat. Zum Zweck des sicheren Sitzes in den Öffnungen 2 befinden sich an der Innenauflage 7 nach außen gerichtete Federspangen 5 mindestens drei an der Zahl. Gemäß Figur 2 ist vorgesehen, eine Membran mit mikroporöser Beschichtung 4, bestehend z. B. durchgängig aus Sympatex möglichst oberflächennah auf der Innenauflage 7 mittels Verklebung aufzubringen. Für eine diese mikroporöse Beschichtung darstellende Materialart eignen sich z. B. Texapore, Ceplex, Power Tex oder Hydrosesal bzw. H₂NO.
In einer Variante der Schacht- oder Kanaldeckelausbildung zur Einbringung der Membran 11 bietet sich an, z. B. den Kanaldeckel 8 mit einer Ausnehmung 9 vorzufertigen und eine bzgl. der Fläche und der Lage der Öffnungen 2 entsprechend deckungsgleiche Metallauflage 10 damit zu kombinieren, sodass zwischen diesen Bauteilen in Form eines geschlossenen Ringes die Membrane 11 festgeklemmt wird. Um ein Verrutschen der Metallauflage 10 zu verhindern, ist an ihrem Umfang an einer Stelle die auf Formschluss beruhende Arretierung 12 vorgesehen.
Nach Wahl der gemäß Figur 5 gefertigten Ausbildung eines Kanaldeckels 8 kann bei passgenauem Einsatz der Metallauflage 10 auf zusätzliche Befestigungen der Membran 11 verzichtet werden.
Als weitere Beispiele verwendbarer Materialien für eine Membran 4 bzw. 11 mit mikroporöser Beschichtung können gewählt werden:

anorganische Membranen aus Metallen wie Aluminium, Titan, Edelstahl, Nickel, Kohlenstoff oder Keramik, wie Al-oxid, Ti-oxid bzw. Zn-oxid bzw. Polymere, wie Celluloseester, Polyacrylnitril, Polyamid, Polycarbonat, Polyetherketon, Polypropylen, Polysulfon, Polyethersulfon, Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid.
Klimamembranen, bestehend aus Gore-Tex oderr Gore XCR.

A in this case round manhole cover 1 has the openings 2 in the vicinity of its edge in a round, oval or other shape. In these openings 2 there is a sealing plug, each as insert 3, which has the outer support 6 at the top and the inner support 7 at the downward and inward end. For the purpose of a secure fit in the openings 2, there are at least three spring clips 5 on the inner support 7 facing outwards. According to Figure 2 it is provided a membrane with a microporous coating 4, consisting, for. B. consistently from Sympatex as close to the surface as possible on the inner pad 7 by means of gluing. For a type of material representing this microporous coating, z. B. Texapore, Ceplex, Power Tex or Hydrosesal or H ₂ NO.
In a variant of the manhole or manhole cover design for the introduction of the membrane 11, z. B. prefabricate the manhole cover 8 with a recess 9 and a congruent metal surface 10 with respect to the area and position of the openings 2 so that the membrane 11 is clamped between these components in the form of a closed ring. In order to prevent the metal support 10 from slipping, the locking means 12 based on positive locking is provided at one point on its circumference.
After choosing the design of a manhole cover 8 manufactured according to FIG. 5, additional fastenings of the membrane 11 can be dispensed with if the metal support 10 is used precisely.
Other examples of materials that can be used for a

membrane

4 or 11 with a microporous coating are:

inorganic membranes made of metals such as aluminum, titanium, stainless steel, nickel, carbon or ceramics such as Al-oxide, Ti-oxide or Zn-oxide or polymers such as cellulose esters, polyacrylonitrile, polyamide, polycarbonate, polyether ketone, polypropylene, polysulfone, polyether sulfone , Polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride.
Climate membranes consisting of Gore-Tex or Gore XCR.

Zusammengefasst sollen die Vorteile der Erfindung genannt werden:

1. Entlastung von Klär- und Pumpwerken und auch Kanalisationskapazitäten durch Reduzierung der anfallenden Klärwasser um den Anteil von Fremdwasser

2 Energie- und Baukosteneinsparung mit indirektem Beitrag zum Umweltschutz

3. Verringerung der Wartungskosten an Kläranlagen durch Minderdimensionierung

4. Oberflächen- und Fremdwässer aus Niederschlägen können unbehandelt der Vorflut direkt zugeführt werden

5. leichte Instandhaltung an erfindungsgemäß ausgerüsteten Schacht- 1 bzw. Kanaldeckel 8.

In summary, the advantages of the invention should be mentioned:

1. Relief of sewage and pumping stations and also sewerage capacities by reducing the sewage water by the proportion of extraneous water

2 Energy and construction cost savings with an indirect contribution to environmental protection

3. Reduction of the maintenance costs at sewage treatment plants through reduced dimensions

4. Surface and foreign water from precipitation can be fed untreated to the receiving water

5. Easy maintenance on manhole covers 1 and sewer covers 8 equipped according to the invention.

Claims

Sealing plugs for the openings on the covers for sewer shafts and modified sealing covers for sewer shafts without additional edge sealing, in particular between the cover and the edge design and without sealing a large number of the openings in the cover, which can also be equipped with flap valves and without centering measures in the edge areas between the cover and the lateral guidance of the support edge on the manhole, characterized in that the openings (2) on a manhole cover (1) or manhole cover (8) are each individually and thus separated from one another in the form of sealing plugs, the inserts (3), which are provided with membranes ( 4) are equipped, take up and the latter have a microporous coating to make them impermeable to air but water or the manhole cover (1) or manhole cover (8) has an insertable, ring-shaped metal support (10) with the openings (2) and the metal support (10) is supported on the recess (9) , between which the annular membrane (11) is clamped.

Sealing plug for the openings on the covers for manholes and modified sealing covers according to claim 1, characterized in that the inserts (3) with the respective outer and inner supports (6,) attached to them in the openings (2) of the shaft covers (1) 7) can be positively inserted.

Sealing plug for the openings on the covers for manholes and modified sealing cover according to claim 2, characterized in that the membrane (4) with a microporous coating is firmly attached to the inner support (7) of the inserts (3).

Sealing plugs for the openings on the covers for manholes and modified sealing covers according to claim 2 and 3, characterized in that the sealing plugs in the form of the inserts (3) have the spring clips (5).

Sealing plug for the openings on the covers for manholes and modified sealing cover according to claim 1, characterized in that the metal support (10) is secured against slipping by means of the locking device (12).

Sealing plug for the openings on the covers for sewer shafts and modified sealing cover for sewer shafts according to claim 1, characterized in that the membrane (4, 11) can consist not only of a coating with microporous substances but also of inorganic materials and climate membranes can be used.