WO2022253558A1 - Schachtunterteil - Google Patents

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WO2022253558A1
WO2022253558A1 PCT/EP2022/063168 EP2022063168W WO2022253558A1 WO 2022253558 A1 WO2022253558 A1 WO 2022253558A1 EP 2022063168 W EP2022063168 W EP 2022063168W WO 2022253558 A1 WO2022253558 A1 WO 2022253558A1
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WO
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manhole base
plates
plate
manhole
radiation
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Application number
PCT/EP2022/063168
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English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Hendel
Guido Kania
Original Assignee
REHAU Industries SE & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to EP22729197.8A priority patent/EP4347964A1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F5/00—Sewerage structures
    • E03F5/02—Manhole shafts or other inspection chambers; Snow-filling openings; accessories
    • E03F5/027—The bottom made of prefabricated segments
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F5/00—Sewerage structures
    • E03F5/02—Manhole shafts or other inspection chambers; Snow-filling openings; accessories
    • E03F5/024—Manhole shafts or other inspection chambers; Snow-filling openings; accessories made of plastic material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F5/00—Sewerage structures
    • E03F5/02—Manhole shafts or other inspection chambers; Snow-filling openings; accessories
    • E03F5/021—Connection of sewer pipes to manhole shaft

Definitions

  • the present invention relates to a manhole base made from a body by material removal.
  • the invention also relates to a shaft with such a shaft base, and finally to a sewage system with such a shaft.
  • the extrusion process is known from the prior art for the production of blocks or cylinders as polyolefin semi-finished products for further processing.
  • the plasticized mass of the polyolefin is shaped into a block or cylinder via shaping nozzles and cooled from the outside. For this purpose, continuous and discontinuous methods are used.
  • the extruded solid blocks or cylinders require a very long cooling time of several weeks before they can be processed further. In the core in particular, these often have cavities or defects. There is also a large degree of material stress due to the uneven cooling behavior, since the outside of the blocks is quickly cooled by the ambient air or a cooling bath, but the polymer inside the solid block or cylinder remains in a molten state for a long time. These stresses cause uncontrolled material distortion during the subsequent, mostly cutting, processing.
  • a manhole base can be made from such blocks or cylinders by removing material.
  • the first object of the present invention is solved by the subject matter of claim 1.
  • the lower part of the manhole which consists of polymer material or contains polymer material, is provided with a contact area, a channel, at least two connections for pipes and a connecting section for connecting the lower part of the manhole to another component, by removing material from a body wherein the body is formed by thermally welding a plurality of plates under the action of radiation.
  • Injection molded or extruded or calendered or cast or pressed sheets of polymeric material which have a small thickness compared to their surface area or their diameter, these can be cooled economically and are available in large quantities in a short time.
  • Plates produced in this way can be welded together to form large bodies by surface welding with rapid heat input and rapid cooling.
  • the surface of the lower plate and the underside of the upper plate are heated uniformly above the crystallite melting point of the semi-crystalline polymer material.
  • the polymer material used preferably a polypropylene
  • the particularly well-absorbing wave number range between 2,800 and 3,000 cnr 1 .
  • IR emitters or IR laser emitters can be used with advantage.
  • such IR emitters or IR laser emitters can be used which emit IR radiation in a wavelength range from 780 nm to 1 mm.
  • the plates can also be heated by other electromagnetic waves. Provision can be made for this purpose, for example, for the energy to be introduced into the plate sides to be melted by plasma radiation.
  • the polymer material used to produce the plate material in this wavelength range particularly receptive or excitable to irradiated electromagnetic radiation
  • the particles can be distributed homogeneously in the polymer material of the plate, it is also possible that the particles are distributed inhomogeneously in the polymer material of the plate, so that the particles are mainly concentrated in the edge areas of the plate.
  • the plate can also be designed in such a way that edge regions are provided in which only the particles in the polymer material are distributed.
  • the accompanying heat that occurs when using IR emitters can be dissipated during the welding process by a turbulent air flow near the surface, so that the plate is not heated up by such heat input in its matrix or in its core, which prevents unwanted warping or sagging.
  • the IR radiation acting on the plate ensures that only the sections near the surface that are directly heated by the penetrating IR radiation are heated, with this taking place in particular in a layer thickness of 0.1 mm to approx. 1.5 mm.
  • the IR-adsorbing particles present in the polymer material can also facilitate the cooling behavior of the body, since the small amount of foreign energy introduced is now improved by the increased thermal conductivity of the polymer material composition as a result of the particles introduced compared to the polymer material without the particles. This allows the body to cool down faster and more evenly. As a result, the residual stresses can be further minimized. Also, the period of time required to manufacture the body can be significantly reduced, which leads to an improvement in the economics of the manufacturing process.
  • the plate according to the present invention can advantageously be formed from polymeric material in an injection molding process and/or in an extrusion process and/or in a calendering process and/or in a casting process and/or in a pressing process or in a combination of the above .
  • the plate may be circular, which facilitates advantage in the manufacture of a cylindrical body from such plates.
  • the plate can also have an ellipsoidal or a similar shape.
  • each plate used is rotated by an angle of rotation x to the orientation of the neighboring plate before welding. This largely compensates for the internal stresses and preferred directions contained in the individual plates in the welded body.
  • the plates After removing the IR radiation source, the plates, which are still plane-parallel, are brought together using external pressure and/or an internal vacuum and hot-pressed. As a result, the surface-melted polymer materials of the two plates are bonded to one another.
  • the plates can either be adjusted from the center of the plates with a special tool Pressed on the outside, or by bringing the two plates into contact progressively from one side to the opposite side.
  • the tool for pressing can be designed in such a way that it is slightly elevated in the center, which can be 5 to 10 mm, for example, with the elevation becoming tapered towards the edges, so that the two plates are pressed together first come into contact at their centers and from there can be further brought into contact with the outside world.
  • the plates can be placed against each other at a small angle, the angle being, for example, 1 to 5°.
  • the panels are pressed from the point where the two panels are closest to each other. Compression then proceeds to the opposite section continuously, squeezing out any air between the plates.
  • the result is a homogeneously welded body made up of two plates that are twice as thick.
  • the advantage here is that only a fraction of the heating energy is introduced into the stack of plates by the surface welding method according to the invention.
  • the cooling time is minimal since only a small amount of the polymer material has been plasticized.
  • the body produced is largely free of residual stresses after cooling due to the small amount of heat.
  • individual plates can be welded into one body, for which purpose any number of plates can be used.
  • 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 or 15 plates are made with further such bodies of 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 or 15 plates are also welded several times, in particular, so that bodies are formed which have any dimensions in terms of their height.
  • plasticized polymer material escapes when the plates are pressed together at regular intervals of the plate thickness. This polymer material cools down locally and forms a regular pattern of surface ribs on the outer surface of the body.
  • the pattern of surface ribs increases the area moment of inertia of the body and minimizes its distortion during cooling.
  • the surface ribs allow easy attachments for lifting the bodies with a hoist, since the surface ribs allow an appropriately adapted jaw gripper easy, positive access.
  • the surface ribs prove to be particularly advantageous since the surface ribs interlock over the entire circumference of the manhole base in the surrounding soil and thus effectively secure the manhole base or the manhole against buoyancy.
  • the shape of the surface ribs can be determined by the selection of the polymer material, the local thermal energy radiated to heat the polymer material and the pressure during welding. In this way, surface ribs can be produced, depending on the need, for example with regard to the nature of the ground, which protrude far or less far beyond the outer surface of the manhole base and thus unfold their effect.
  • a manhole with a manhole base according to the above description and at least one component connected to the manhole base rises above the prior art and can make positive use of the advantages described above.
  • a sewage system with at least one shaft according to the above description is particularly advantageous, which results from the shaft and the shaft base used in accordance with the above.
  • the invention has the great advantage that in this way inexpensive, economical to produce and low-stress semi-finished products in the form of bodies in almost of any size are easily accessible.
  • the formation of surface ribs on the outer surface of the body enables the manhole base made from the body to be securely interlocked in the surrounding soil.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective representation of a plate 300
  • FIG. 2 shows a schematic perspective representation of two plates 300, 300
  • FIG. 3 shows a schematic perspective representation of a body 200
  • FIG. 5 shows a schematic perspective view of a body 200
  • Fig. 6 is a schematic side sectional view of a plate 300 in a first embodiment
  • Fig. 7 is a schematic side sectional view of a plate 300 in a second embodiment
  • Fig. 8 is a schematic side sectional view of a plate 300 in a third embodiment
  • Fig. 9 is a schematic perspective view of a body 200
  • Fig. 10 is a schematic perspective view of a body 200
  • Fig. 11 is a schematic perspective view of a body 200
  • FIG. 12 is a schematic perspective view of a manhole base 100 made from a body 200.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view of a manhole base 100 made from a body 200.
  • Plate 300 is made of polymeric material. It is circular and has a first side 340 and a second side 350, the first side 340 and the second side 350 being parallel or approximately parallel to one another, so that the plate 300 has the shape of a cylinder with a very small height.
  • a typical height of the plate 300 ie a distance between the first side 340 and the second side 350, can be between 5 mm and 50 mm.
  • FIG. 1 A schematic perspective view of two plates 300, 300 is shown in FIG.
  • the two plates 300, 300 with the same shape are arranged vertically one above the other in such a way that the second side 350 of the upper plate 300 is aligned exactly with the first side 40 of the lower plate 300.
  • the second side 350 of the top plate 300 and the first side 340 of the bottom plate 300 are heated by exposure to radiation until a viscoplastic state of the surfaces on the second side 350 of the top plate 300 and the first side 340 of the bottom plate 300 is reached is.
  • the two panels 300, 300 are then pressed together such that the second side 350 of the top panel 300 and the first side 340 of the bottom panel 300 come into contact with one another and are thermally welded.
  • the body 200 according to FIG. 3 has been made from two plates 300, 300 and has the shape of a cylinder.
  • FIG. 4 shows a schematic perspective view of a large number of plates 300 of the same shape, which are arranged parallel to one another perpendicularly one above the other.
  • FIG. 5 shows a body 200 from the plurality of plates 300 from FIG. 4 in a schematic perspective representation.
  • the body 200 is formed.
  • the body 200 has a cylindrical shape.
  • FIG. 6 shows a plate 300 in a first embodiment in a schematic lateral sectional view.
  • Plate 300 is made of polymeric material 310 .
  • Two surface layers 330, 330 are formed on the plate 300, which are aligned parallel or approximately parallel to one another and lie at the edges 360, 360 of the plate 300.
  • the surface layers 330, 330 of plate 300 also contain particles 320, which absorb radiation and convert it into thermal energy.
  • These particles 320 can be selected from carbon black and/or silicon compounds and/or mineral pigments based on chalk and/or wollastonite and/or talc and/or titanium dioxide with a rutile structure.
  • the particles 320 are homogeneously distributed in the surface layers 330, 330.
  • FIG. 7 shows a plate 300 in a second embodiment in a schematic lateral sectional view.
  • Plate 300 is made of polymeric material 310 .
  • the polymer material 310 contains particles 320 in a homogeneous distribution.
  • These particles 320 can be selected from carbon black and/or silicon compounds and/or mineral pigments based on chalk and/or wollastonite and/or talc and/or titanium dioxide with a rutile structure.
  • the particles 310 are only shown in the right-hand section of the plate 300 .
  • FIG. 8 shows a plate 300 in a third embodiment in a schematic lateral sectional view.
  • FIG. 8 correspond to those in FIGS. 6 and 7.
  • Plate 300 is made of polymeric material 310 .
  • the polymer material 310 contains particles 320 in an inhomogeneous distribution, the concentration of the particles 320 in the polymer material 310 increasing towards the edges 360 , 360 .
  • the concentration of the particles 320 in the polymer material 310 is lower than in the zone at the edges 360, 360 of the plate 300.
  • These particles 320 can be selected from carbon black and/or silicon compounds and/or mineral pigments based on chalk and/or wollastonite and/or talc and/or titanium dioxide with a rutile structure.
  • FIG. 9 a body 200 is shown in a schematic perspective view, which body is made of two plates 300.
  • FIG. 9 a body 200 is shown in a schematic perspective view, which body is made of two plates 300.
  • FIG. 10 a body 200 is shown in a schematic perspective representation, which is made from a plurality of bodies 200 from FIG. 9 by thermal welding.
  • a body 200 is shown in a schematic perspective view in FIG. 11 .
  • the body 200 has surface ribs 220 protruding over the outer surface on its outer surface 210 .
  • Such surface ribs 220 are formed where during the thermal welding of adjacently arranged plates 300 plasticized polymer material was pressed outwards when the plates 300 were pressed together, so that it is deposited on the outer surface 210 of the body 200 and cools there.
  • the surface ribs 220 on the outer side 210 of the body 200 form a regular or largely regular pattern and are present at the joints of two plates 300, respectively.
  • FIG. 12 shows a schematic perspective view of a manhole base 100 which is produced from a body 200 by removing material.
  • the manhole base 100 has a contact area 110, a channel 120, connections 130 for pipes and a connecting section 150 for connecting the manhole base 100 to another component.
  • a step 140 is formed in the manhole base 100 for personnel to access the manhole base 100, for example for the purpose of inspection, maintenance, cleaning or care.
  • Milling, drilling, sawing, turning and laser processes, for example, as well as chip-removing techniques or other material-removing techniques are suitable as techniques for removing material from the body 200 with the aim of producing the lower part 100 of the manhole. Due to the formation of the surface ribs 220, which are not shown here, however, the manhole base 100 can interlock when installed in the ground and thus effectively secure the manhole base against buoyancy.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schachtunterteil (100), das aus Polymermaterial besteht oder Polymermaterial enthält, mit einer Aufstandsfläche (110), einem Gerinne (120), wenigstens zwei Anschlüssen (130) für Rohre und einen Verbindungsabschnitt (140) zur Verbindung des Schachtunterteils (100) mit einem weiteren Bauteil, das durch Materialabtrag aus einem Körper (200) hergestellt ist, wobei der Körper (200) unter Einwirkung von Strahlung durch thermisches Verschweißen einer Mehrzahl von Platten (300) gebildet ist.

Description

Schachtunterteil
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schachtunterteil, das aus einem Körper durch Materi alabtrag hergestellt ist.
Weiter betrifft die Erfindung einen Schacht mit einem solchen Schachtunterteil, uns schließ lich ein Abwassersystem mit einem solchen Schacht.
Aus dem Stand der Technik ist für die Herstellung von Blöcken oder Zylindern als polyolefi- nes Halbzeug zur Weiterverarbeitung das Extrusionsverfahren bekannt. Dabei wird die plastifizierte Masse des Polyolefins über formgebende Düsen in eine Block- oder Zylinder form gebracht und von außen abgekühlt. Hierzu sind kontinuierliche und diskontinuierliche Verfahren im Einsatz.
Die extrudierten Vollblöcke oder -Zylinder erfordern eine sehr lange Abkühlzeit von mehre ren Wochen, bis diese weiterverarbeitet werden können. Insbesondere im Kern weisen diese häufig Lunker oder Fehlstellen auf. Ebenso ist ein großes Maß von Werkstoffspan nungen durch das ungleichmäßige Abkühlverhalten darin enthalten, da die Außenseite der Blöcke schnell durch die Umgebungsluft oder ein Kühlbad abgekühlt wird, im Inneren des Vollblocks oder -Zylinders jedoch noch lange Zeit ein schmelzeflüssiger Zustand des Poly mers vorliegt. Diese Spannungen sorgen bei der anschließenden, meist spanenden Weiter bearbeitung für einen unkontrollierten Werkstoffverzug.
Aus solchen Blöcken oder Zylinders kann durch Materialabtrag ein Schachtunterteil gefer tigt werden.
Nachteilig ist hierbei, dass die dazu benötigten Blöcke oder Zylinder durch die vorstehend geschilderten Problematiken nicht schnell genug bereitstellbar sind, was sich unmittelbar auf die Fertigungskapazitäten und die Preise dieser Produkte auswirkt.
Hier setzt die Erfindung ein, die sich zur Aufgabe gemacht hat, in einer verbesserten Weise Schachtunterteile bereitzustellen, wobei auf einfache Weise ein Körper herstellbar ist, aus dem durch Materialabtrag das Schachtunterteil gebildet werden kann. Weitere Aufgaben der Erfindung sind, einen Schacht und auch noch ein Abwassersystem anzugeben, wobei das Schachtunterteil genutzt wird.
Die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Schachtunterteil, das aus Polymermaterial besteht oder Polymermaterial enthält, mit einer Aufstandsfläche, einem Gerinne, wenigs tens zwei Anschlüssen für Rohre und einen Verbindungsabschnitt zur Verbindung des Schachtunterteils mit einem weiteren Bauteil, durch Materialabtrag aus einem Körper her gestellt ist, wobei der Körper unter Einwirkung von Strahlung durch thermisches Verschwei ßen einer Mehrzahl von Platten gebildet ist.
Spritzgegossene oder extrudierte oder kalandrierte oder gegossene oder gepresste Platten aus Polymermaterial sind bekannt, die eine geringe Dicke gegenüber ihrer Flächenausdeh nung bzw. ihres Durchessers aufweisen, diese können wirtschaftlich abgekühlt werden und sind in schneller Zeit in großer Stückzahl verfügbar.
Solcherart hergestellte Platten lassen sich durch eine oberflächige Schweißbearbeitung mit schnellem Wärmeeintrag und rascher Abkühlung zu großen Körpern stoffschlüssig ver schweißen.
Vorteilhaft ist hierbei, wenn vorgesehen ist, beispielsweise zwei Platten mit Hilfe einer Schweißvorrichtung planparallel in einem definierten Abstand zuhalten.
Dann wird zur selben Zeit die Oberfläche der unteren Platte und die Unterseite der oberen Platte gleichmäßig über den Kristallit-Schmelzpunkt des teilkristallinen Polymermaterials er wärmt.
Dabei kann es sich als vorteilhaft erweisen, die erforderliche Energie zur Erwärmung über energiereiche elektromagnetische Wellen, vorzugsweise mittel- oder langwellige IR- Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 780 nm bis 1 mm, einzustrahlen.
In diesem Wellenlängenbereich gelingt es, das verwendete Polymermaterial, vorzugsweise ein Polypropylen, im besonders gut absorbierenden Wellenzahlbereich zwischen 2.800 und 3.000 cnr1 anzuregen und lokal zu erwärmen.
Hierzu können mit Vorteil IR-Strahler oder IR-Laserstrahler eingesetzt werden. Insbesondere können solche IR-Strahler oder IR-Laserstrahler eingesetzt werden, die IR- Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 780 nm bis 1 mm abgeben. Die Erwärmung der Platten lässt sich auch durch andere elektromagnetische Wellen be werkstelligen. Es kann dazu beispielsweise vorgesehen sein, die Energie in die zu ver schmelzenden Plattenseiten durch Plasma-Strahlung einzubringen.
Um das zur Herstellung des Plattenmaterials verwendete Polymermaterial in diesem Wel lenlängenbereich besonders aufnahmefreundlich bzw. anregbar für eingestrahlte elektro magnetische Strahlung zu machen, kann es sich erfindungsgemäß als besonders vorteilhaft erweisen, das Polymer mit selektiven, IR-Strahlung absorbierenden Partikeln zu versehen, wie insbesondere Ruß, Silicium-Verbindungen, mineralischen Pigmenten auf Basis von Kreide, Wollastonit, Talkum, Titandioxid mit Rutil-Struktur, wobei die Konzentration im Poly mermaterial vorzugsweise im Bereich von 1 bis 45 Gew.-% liegt.
Die Partikel können im Polymermaterial der Platte homogen verteilt sein, es ist auch mög lich, dass die Partikel im Polymermaterial der Platte inhomogen verteilt sind, so dass die Partikel hauptsächlich in den Randbereichen der Platte konzentriert sind.
Schließlich kann die Platte auch so ausgebildet sein, dass Randbereiche vorgesehen sind, in denen ausschließlich die Partikel im Polymermaterial verteilt sind.
Die beim Einsatz von IR-Strahlern auftretende Begleitwärme kann bei dem Schweißverfah ren durch eine oberflächennahe turbulente Luftströmung abgeführt werden, sodass die Platte nicht durch einen solchen Wärmeeintrag in ihrer Matrix bzw. in ihrem Kern aufgeheizt wird, was ein unerwünschtes Verziehen oder Durchbiegen verhindert.
Ebenso wird in Folge der Wärmeleitung wenig unerwünschte Wärmeenergie in die Matrix bzw. den Kern der Platte eingetragen. Vielmehr sorgt die auf die Platte einwirkende IR- Strahlung dafür, dass nur die oberflächennahen, von der eindringenden IR-Strahlung direkt erwärmten Abschnitte erwärmt werden, wobei dies insbesondere in einer Schichtdicke von 0,1 mm bis ca. 1,5 mm erfolgt.
Die in die in dem Polymermaterial vorhandenen IR-adsorbierenden Partikel können zudem das Abkühlungsverhalten des Körpers erleichtern, da die geringe eingebrachte Fremdener giemenge nun durch die erhöhte Wärmeleitfähigkeit der Polymermaterialzusammensetzung infolge der einbrachten Partikel gegenüber dem Polymermaterial ohne die Partikel verbes sert ist. Damit kann der Körper schneller und gleichmäßiger abkühlen. Dadurch können die Eigenspannungen nochmals minimiert werden. Ebenfalls kann die zur Herstellung des Kör pers benötigte Zeitspanne deutlich verkürzt werden, was zu einer Verbesserung der Wirt schaftlichkeit des Herstellprozesses führt. Die Platte kann gemäß der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter weise in einem Spritz gussprozess und / oder in einem Extrusionsprozess und / oder in einem Kalandrierprozess und / oder in einem Gießprozess und / oder in einem Pressprozess oder in einer Kombina tion der vorstehende Genannten aus Polymermaterial gebildet sein.
Auf diese Weise sind solche Platten in einfacher Weise, schnell, in den benötigten Abmes sungen und kostengünstig verfügbar.
Die Platte kann kreisrund ausgebildet sein, was Vorteil bei der Herstellung eines Körpers in Zylinderform aus derartigen Platten erleichtert.
Die Platte kann aber auch eine ellipsoide oder eine ähnliche Form aufweisen.
Es ist auch möglich, die Platte vieleckig auszubilden.
Auf diese Weise kann ein Körper hergestellt werden, der je nach eingesetzter Form der Platten verschiedenartige Gestalt aufweist, was insbesondere auch den Anforderungen der Kunden oder auch besonderen technischen Gegebenheiten oder Abhängigkeiten zugute kommt.
Herstellungsbedingt weisen diese Platten immer eine Anisiotropie auf, d.h. diese weisen eine Vorzugsrichtung bezüglich der Schwindung und der enthaltenen Eigenspannungen auf.
Um zu vermeiden, dass diese Schwindungen und Eigenspannungen sich negativ auf die Eigenschaften und Abmessungen des Körpers auswirken, kann vorgesehen sein, dass bei der Herstellung des Blocks oder Zylinders jede verwendete Platte vor dem Verschweißen um einen Rotationswinkel x zur Orientierung der Nachbarplatte gedreht. Damit kompensie ren sich im geschweißten Körper die in den einzelnen Platten enthaltenen Eigenspannun gen und Vorzugsrichtungen weitgehend.
Als besonders vorteilhaft kann sich ergeben, wenn der Verdrehwinkel x ein Quotient aus dem Vollwinkel 360° und der Anzahl der zur Herstellung des Körpers in der benötigten Ge samthöhe verwendeten Einzelplatten y beträgt, also x = 360°/y.
Damit ergibt sich ein eigenspannungsfreier, selbstkompensierter Körper, da sich alle enthal tenen Eigenspannung nach Abschluss der Herstellung aufheben.
Nach dem Entfernen der IR-Strahlungsquelle werden die weiterhin planparallelen Platten mittels äußerem Druck und / oder innerem Vakuum zusammengefahren und heiß verpresst. Dadurch verbinden sich die oberflächig aufgeschmolzenen Polymermaterialien der beiden Platten stoffschlüssig miteinander. Um zu vermeiden, dass bei dem Verpressen Lufteinschlüsse zwischen den Platten verblei ben, die zu Lunkern führen würden, was der Qualität des Körpers und des daraus herge stellten Schachtunterteils abträglich wäre, können die Platten entweder mit einem speziel len Werkzeug vom Zentrum der Platten her nach Außen verpresst werden, oder aber durch Inkontaktbringen der beiden Platten von einer Seite aus fortschreitend zur gegenüberliegen den Seite.
Im ersten Fall kann dazu das Werkzeug zum Verpressen so gestaltet sein, dass es im Zent rum wenig erhaben ist, was beispielsweise 5 bis 10 mm betragen kann, wobei die Erhaben heit zu den Rändern hin konisch geringer wird, so dass beim Verpressen die zwei Platten zunächst an ihren Zentren in Kontakt kommen und von da aus nach außen hin weiter in Kontakt bringbar sind.
Im zweiten Fall können die Platten unter einem kleinen Winkel gegeneinandergestellt wer den, wobei der Winkel beispielsweise 1 bis 5 ° beträgt. Die Verpressung der Platten erfolgt von der Stelle aus, an der sich die zwei Platten am nächsten sind. Die Verpressung schrei tet dann zum gegenüberliegenden Abschnitt kontinuierlich weiter, wobei jegliche Luft zwi schen den Platten herausgedrückt wird.
Nach dem Abkühlen resultiert ein homogen verschweißter Körper aus zwei Platten in dop pelter Plattendicke. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch das erfindungsgemäße Oberflächen- Schweißverfahren nur ein Bruchteil der Heizenergie in den Plattenstapel eingetragen wird. Dadurch ist die Abkühlzeit minimal, da nur eine geringe Menge des Polymermaterials plasti- fiziert wurde. Ebenso ist der hergestellte Körper aufgrund der geringen Wärmemenge nach dem Abkühlen weitgehend eigenspannungsfrei.
In vorteilhafter Weise können einzelne Platten zu einem Körper verschweißt werden, wozu eine beliebige Anzahl an Platten eingesetzt werden kann.
In besonders vorteilhafter weise können Körper, die durch Verschweißen von 2, 3, 4, 5, 6,
7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 oder 15 Platten hergestellt sind mit weiteren solchen Körpern aus 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 oder 15 Platten insbesondere auch mehrfach ver schweißt werden, so dass Körper entstehen, die beliebige Ausmaße hinsichtlich ihrer Höhe aufweisen.
Beim Verschweißen der Platten zum Körper tritt beim Zusammendrücken der Platten in den regelmäßigen Abständen der Plattendicke plastifiziertes Polymermaterial aus. Dieses Polymermaterial erkaltet lokal und bildet ein regelmäßiges Muster von Oberflächen rippen an der Außenoberfläche des Körpers aus.
Das Muster von Oberflächenrippen erhöht zum einen das Flächenträgheitsmoment des Körpers und minimiert dessen Verzug beim Abkühlen.
Gleichzeitig ermöglichen die Oberflächenrippen ein einfaches Anschlägen zum Anheben der Körper mit einem Hebezeug, da die Oberflächenrippen einem entsprechend angepass ten Backengreifer einen einfachen, formschlüssigen Zugriff gestatten.
Bei den erdverlegten Schachtunterteilen bzw. Schächten erweisen sich die Oberflächenrip pen als besonders vorteilhaft, da sich die Oberflächenrippen über dem gesamten Umfang des Schachtunterteils im umgebenden Erdreich verzahnen und damit das Schachtunterteil bzw. den Schacht wirksam gegen Auftrieb sichern.
Die Ausprägung der Oberflächenrippen kann durch die Auswahl des Polymermaterials, die zur Erwärmung des Polymermaterials eingestrahlte lokale Wärmeenergie und den Druck beim Verschweißen bestimmt werden. Auf diese Weise können je nach Notwendigkeit, was beispielsweise die Bodenbeschaffenheit angeht, Oberflächenrippen erzeugt werden, die weit oder weniger weit über die Außenoberfläche des Schachtunterteils hinausstehen und so ihre Wirkung entfalten.
Die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Angabe eines Schachts, erfährt ihre Lö sung durch den Gegenstand des Anspruchs 7.
Es wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung erkannt, dass ein Schacht, mit einem Schachtunterteil gemäß vorstehender Beschreibung und wenigstens einem mit dem Schachtunterteil verbundenen Bauteil sich über den Stand der Technik erhebt und die vor stehend geschilderten Vorteile positiv nutzen kann.
Die letzte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Angabe eines Abwassersystems, erfährt ihre Lösung durch den Gegenstand des Anspruchs 8.
Ein Abwassersystem mit wenigstens einem Schacht nach vorstehender Beschreibung ist in besonderer Weise vorteilhaft, was sich durch den Schacht und das dabei eingesetzte Schachtunterteil gemäß des vorstehend Geschilderten ergibt.
Die Erfindung weist den großen Vorteil auf, dass auf diese Weise kostengünstige, wirt schaftlich herzustellende und spannungsarme Halbzeuge in Form von Körpern in nahezu beliebiger Größe leicht zugänglich sind. Die Ausbildung von Oberflächenrippen an der Au ßenoberfläche des Körpers ermöglicht eine sichere Verzahnung des aus dem Körper her gestellten Schachtunterteils im umgebenden Erdreich.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü chen, aus den Figuren und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläutern den Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in den Fig. dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Hierzu zeigen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Platte 300;
Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung von zwei Platten 300, 300;
Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung eines Körpers 200;
Fig. 4 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vielzahl von Platten
300;
Fig. 5 eine schematische perspektivische Darstellung eines Körpers 200;
Fig. 6 eine schematische seitliche Schnittdarstellung einer Platte 300 in einer ers ten Ausführung;
Fig. 7 eine schematische seitliche Schnittdarstellung einer Platte 300 in einer zwei ten Ausführung;
Fig. 8 eine schematische seitliche Schnittdarstellung einer Platte 300 in einer drit ten Ausführung;
Fig. 9 eine schematische perspektivische Darstellung eines Körpers 200;
Fig. 10 eine schematische perspektivische Darstellung eines Körpers 200;
Fig. 11 eine schematische perspektivische Darstellung eines Körpers 200;
Fig. 12 eine schematische perspektivische Darstellung eines Schachtunterteils 100, das aus einem Körper 200 hergestellt ist.
In der Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer Platte 300 gezeigt. Die Platte 300 ist aus Polymermaterial hergestellt. Sie ist kreisrund ausgebildet und weist eine erste Seite 340 und eine zweite Seite 350 auf, wobei die erste Seite 340 und die zweite Seite 350 parallel oder etwa parallel zueinander ausgebildet sind, so dass die Platte 300 die Form eines Zylinders mit sehr geringer Höhe aufweist.
Eine typische Höhe der Platte 300, also ein Abstand zwischen der ersten Seite 340 und der zweiten Seite 350, kann zwischen 5 mm und 50 mm betragen.
In der Fig. 2 ist eine schematische perspektivische Darstellung von zwei Platten 300, 300 gezeigt.
Die Bezugszeichen in der Fig. 2 entsprechen denen aus der Fig. 1.
Die beiden Platten 300, 300 mit gleicher Gestalt sind senkrecht übereinander so angeord net, dass die zweite Seite 350 der oberen Platte 300 genau zur ersten Seite 40 der unteren Platte 300 ausgerichtet ist.
Durch Einwirkung von Strahlung wird die zweite Seite 350 der oberen Platte 300 und die erste Seite 340 der unteren Platte 300 erwärmt, bis ein zähplastischer Zustand der Oberflä chen an der zweiten Seite 350 der oberen Platte 300 und der erste Seite 340 der unteren Platte 300 erreicht ist.
Anschließend werden die beiden Platten 300, 300 zusammengedrückt, so dass die zweite Seite 350 der oberen Platte 300 und die erste Seite 340 der unteren Platte 300 miteinander in Kontakt kommen und thermisch verschweißt werden.
Hierdurch wird der Körper 200, der in einer schematischen perspektivischen Darstellung in der Fig. 3 gezeigt ist, erzeugt.
Der Körper 200 gemäß Fig. 3 ist aus zwei Platten 300, 300 hergestellt worden und weist die Form eines Zylinders auf.
In der Fig. 4 ist in einer schematischen perspektivischen Darstellung eine Vielzahl von Plat ten 300 gleicher Gestalt gezeigt, die parallel zueinander senkrecht übereinander ausgerich tet angeordnet sind.
In der Fig. 5 ist in einer schematischen perspektivischen Darstellung ein Körper 200 aus der Vielzahl von Platten 300 aus Fig. 4 gezeigt.
Durch Erwärmen und thermisches Verschweißen der Vielzahl von Platten 300 gemäß vor stehender Beschreibung bei Fig. 2 ist der Körper 200 hergestellt.
Der Körper 200 weist eine Zylinderform auf. In der Fig. 6 ist in einer schematischen seitlichen Schnittdarstellung eine Platte 300 in einer ersten Ausführung gezeigt.
Die Platte 300 ist aus Polymermaterial 310 hergestellt.
An der Platte 300 sind zwei Oberflächenschichten 330, 330 ausgebildet, die parallel oder etwa parallel zueinander ausgerichtet sind und an den Rändern 360, 360 der Platte 300 lie gen.
In den Oberflächenschichten 330, 330 der Platte 300 sind neben Polymermaterial 310 noch Partikel 320 enthalten, die Strahlung aufnehmen und in Wärmeenergie umsetzen. Diese Partikel 320 können aus Ruß und / oder Silicium-Verbindungen und / oder mineralischen Pigmenten auf Basis von Kreide und / oder Wollastonit und / oder Talkum und / oder Titan dioxid mit Rutil-Struktur ausgewählt sein. Die Partikel 320 sind in den Oberflächenschichten 330, 330 homogen verteilt.
In der Fig. 7 ist in einer schematischen seitlichen Schnittdarstellung eine Platte 300 in einer zweiten Ausführung gezeigt.
Die Bezugszeichen in der Fig. 7 entsprechen denen aus der Fig. 6.
Die Platte 300 ist aus Polymermaterial 310 hergestellt.
Das Polymermaterial 310 enthält in einer homogenen Verteilung Partikel 320.
Diese Partikel 320 können aus Ruß und / oder Silicium-Verbindungen und / oder minerali schen Pigmenten auf Basis von Kreide und / oder Wollastonit und / oder Talkum und / oder Titandioxid mit Rutil-Struktur ausgewählt sein.
Es sind der Einfachheit halber nur im rechten Abschnitt der Platte 300 die Partikel 310 dar gestellt.
In der Fig. 8 ist in einer schematischen seitlichen Schnittdarstellung eine Platte 300 in einer dritten Ausführung gezeigt.
Die Bezugszeichen in der Fig. 8 entsprechen denen aus den Fig. 6 und 7.
Die Platte 300 ist aus Polymermaterial 310 hergestellt.
Das Polymermaterial 310 enthält in einer inhomogenen Verteilung Partikel 320, wobei die Konzentration der Partikel 320 im Polymermaterial 310 zu den Rändern 360, 360 hin zu nimmt. Im Kern der Platte 300 ist die Konzentration der Partikel 320 im Polymermaterial 310 geringer, als in der Zone an den Rändern 360, 360 der Platte 300. Diese Partikel 320 können aus Ruß und / oder Silicium-Verbindungen und / oder minerali schen Pigmenten auf Basis von Kreide und / oder Wollastonit und / oder Talkum und / oder Titandioxid mit Rutil-Struktur ausgewählt sein.
In der Fig. 9 ist in einer schematischen perspektivischen Darstellung ein Körper 200 ge zeigt, der aus zwei Platten 300 hergestellt ist.
Die wurde bereits im Detail bei der Fig. 2 beschrieben.
In der Fig. 10 ist in einer schematischen perspektivischen Darstellung ein Körper 200 ge zeigt, der aus einer Vielzahl von Körpern 200 aus der Fig. 9 durch thermisches Verschwei ßen hergestellt ist.
In der Fig. 11 ist in einer schematischen perspektivischen Ansicht ein Körper 200 gezeigt. Der Körper 200 weist an seiner Außenoberfläche 210 über die Außenoberfläche hervorste hende Oberflächenrippen 220 auf.
Solche Oberflächenrippen 220 sind jeweils dort ausgebildet, wo beim thermischen Ver schweißen von benachbart angeordneten Platten 300 plastifiziertes Polymermaterial beim Zusammendrücken der Platten 300 nach außen gepresst wurde, so dass es sich an der Au ßenoberfläche 210 des Körpers 200 ablagert und dort erkaltet.
Die Oberflächenrippen 220 an der Außenseite 210 des Körpers 200 bilden ein regelmäßi ges oder ein weitgehend regelmäßiges Muster aus und sind jeweils an den Stößen zweier Platten 300 vorhanden.
In der Fig. 12 ist in einer schematischen perspektivischen Ansicht ein Schachtunterteil 100 gezeigt, das aus einem Körper 200 durch Materialabtrag hergestellt ist.
Das Schachtunterteil 100 weist eine Aufstandsfläche 110, ein Gerinne 120, Anschlüsse 130 für Rohre und einen Verbindungsabschnitt 150 zur Verbindung des Schachtunterteils 100 mit einem weiteren Bauteil auf. Im Schachtunterteil 100 ist ein Auftritt 140 für die Begehung des Schachtunterteils 100 durch Personal, beispielsweise zum Zwecke der Inspektion, der Wartung, der Säuberung oder der Pflege, ausgebildet.
Als Techniken zum Materialabtrag vom Körper 200 mit dem Ziel, das Schachtunterteil 100 herzustellen, eignen sich beispielsweise Fräs-, Bohr-, Säge-, Dreh- und Laserprozesse so wie spanabhebende Techniken oder andere materialabtragende Techniken. Durch die Ausbildung der Oberflächenrippen 220, die hier allerdings nicht gezeigt sind, kann sich das Schachtunterteil 100 bei Einbau im Erdreich verzahnen und damit das Schachtunterteil wirksam gegen Auftrieb sichern.
Patentansprüche
Bezugszeichenliste
100 Schachtunterteil 110 Aufstandsfläche 120 Gerinne
130 Anschluss 140 Auftritt 150 Verbindungsabschnitt 200 Körper 210 Außenoberfläche 220 Oberflächenrippe 300 Platte 310 Polymermaterial 320 Partikel 330 Oberflächenschicht
340 erste Seite 350 zweite Seite 360 Rand

Claims

Patentansprüche
1. Schachtunterteil (100), das aus Polymermaterial besteht oder Polymermate rial enthält, mit einer Aufstandsfläche (110), einem Gerinne (120), wenigstens zwei Anschlüssen (130) für Rohre und einen Verbindungsabschnitt (140) zur Verbindung des Schachtunterteils (100) mit einem weiteren Bauteil, das durch Materialabtrag aus einem Körper (200) hergestellt ist, wobei der Körper (200) unter Einwirkung von Strahlung durch thermisches Verschweißen einer Mehrzahl von Platten (300) gebildet ist.
2. Schachtunterteil (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (300) in einem Spritzgussprozess und / oder in einem Extrusionspro zess und / oder in einem Kalandrierprozess und / oder in einem Gießprozess und / oder in einem Pressprozess oder in einer Kombination der vorstehende Genannten gebildet ist.
3. Schachtunterteil (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Platte (300) aus einem Thermoplast, insbesondere einem Polyolefin, und besonders bevorzugt aus einem Polypropylen besteht oder ein solches enthält.
4. Schachtunterteil (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermoplast Ruß und / oder Silicium-Verbindun gen und / oder mineralische Pigmente auf Basis von Kreide und / oder Wol- lastonit und / oder Talkum und / oder Titandioxid mit Rutil-Struktur als Strah lung aufnehmende Partikel in einer Konzentration von 1 bis 45 Gew.-% ent hält.
5. Schachtunterteil (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Verschweißen der Platten (300) unter Einwirkung energiereicher elektromagnetischer Strahlung in Form von mittel oder langwelliger IR-Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 780 nm bis 1 mm erfolgt.
6. Schachtunterteil (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenoberfläche (210) des durch Verschwei ßen der Platten (300) gebildeten Körpers (200) Oberflächenrippen (220) aus gebildet sind, die über die Außenoberfläche (210) hervorstehen.
7. Schacht mit einem Schachtunterteil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und wenigstens einem mit dem Schachtunterteil (100) verbundenen Bauteil.
8. Abwassersystem mit wenigstens einem Schacht nach Anspruch 7.
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