DE29614582U1 - Pressure transmission ring for driving sewage pipes - Google Patents
Pressure transmission ring for driving sewage pipesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Druckübertragungsring zur gegenseitigen Abstützung von durch Rohrvortrieb verlegten Abwasserrohren, welche durch eine auf die beiden Rohrenden abdichtend aufgeschobene Verbindungshülse untereinander verbunden sind.The invention relates to a pressure transmission ring for the mutual support of sewage pipes laid by pipe jacking, which are connected to one another by a connecting sleeve pushed onto the two pipe ends in a sealing manner.
Abwasserrohre, die in der Regel aus Beton, Steinzeug, Faserzement oder Gußeisen bestehen, werden häufig im Boden durch Rohrvortrieb verlegt. Dabei ist es nicht erforderlich, den Boden zu öffnen und einen Graben zu erzeugen. Vielmehr werden die Abwasserrohre von einer Vortriebsmaschine vorwärtsgedrückt. Nach dem Vortrieb um eine Rohrlänge wird ein weiteres Rohr an das rückwärtige Ende des vorgeschobenen Rohres angesetzt und sämtliche hintereinander angeordneten Rohre werden gemeinsam vorgeschoben. Dabei werden sehr große Vorschubkräfte {bis zu 600 t) erzeugt, die von Rohr zu Rohr übertragen werden müssen. Würden die Rohre mit ihrenSewage pipes, which are usually made of concrete, stoneware, fiber cement or cast iron, are often laid in the ground by pipe jacking. It is not necessary to open up the ground and create a trench. Instead, the sewage pipes are pushed forward by a jacking machine. After jacking one pipe length, another pipe is attached to the rear end of the pushed pipe and all the pipes arranged one behind the other are pushed forward together. This generates very large thrust forces (up to 600 t) that must be transferred from pipe to pipe. If the pipes were to be pushed forward with their
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Stirnwänden unmittelbar gegeneinanderstoßen, dann würde die Gefahr bestehen, daß durch Rauhigkeiten oder Unebenheiten eine ungleichmäßige Lastverteilung auftritt, mit der Folge, daß durch örtliche Überbelastungen Rohrbrüche erfolgen können. Daher ist es üblich, zwischen die Rohre Druckübertragungsringe einzubringen, die kompressibel sind und eine gleichmäßige Lastverteilung ermöglichen. Andererseits muß es beim Rohrvortrieb aber auch möglich sein, daß zwei aufeinanderfolgende Rohre unterschiedliche axiale Ausrichtungen einnehmen, nämlich wenn durch schrägwirkende Vortriebskräfte Korrekturen oder Änderungen im Vortriebsweg hervorgerufen werden sollen. Dann bilden benachbarte Rohre einen Knick, wobei die im Knick innenliegenden Teile der Stirnwände ein Vielfaches der sonst beim Vortrieb üblichen Druckbelastung übernehmen müssen, während die im Knick außenliegenden Teile der Stirnwände entlastet werden.If the end walls collide directly with one another, there is a risk that roughness or unevenness could lead to uneven load distribution, with the result that local overloading could cause pipe breaks. It is therefore common practice to insert pressure transfer rings between the pipes, which are compressible and enable even load distribution. On the other hand, when driving pipes, it must also be possible for two consecutive pipes to adopt different axial alignments, namely when corrections or changes in the driving path are to be caused by oblique driving forces. Neighbouring pipes then form a kink, with the parts of the end walls on the inside of the kink having to take on a multiple of the pressure load that would otherwise be usual during driving, while the parts of the end walls on the outside of the kink are relieved.
Die üblichen Druckübertragungsringe bestehen aus verleimten Holzspanmaterial. Von den Ringen wird gefordert, daß sich ihre Materialstärke unter dem maximalen Vortriebsdruck um bis zu 50 % verringern kann, was in der Praxis oft nicht erfüllt werden kann. Außerdem haben derartige Druckübertragungsringe eine relativ geringe Elastizität. Vielmehr werden sie vorwiegend plastisch (bleibend) komprimiert. Wenn bei einem Rohrknick zwischen benachbarten Rohren der Innenbereich des Knicks besonders hoch belastet wird, besteht die Gefahr, daß in diesem Bereich Teile des Rohres abspringen. Daher haben die Druckübertragungsringe einen Außendurchmesser, der geringer ist als der Außendurchmesser der Stirnwände der angrenzenden Rohre. Dadurch bleibt zwischen den Rohren auch im stark komprimiertenThe usual pressure transfer rings are made of glued wood chip material. The rings are required to be able to reduce their material thickness by up to 50% under the maximum thrust pressure, which is often not possible in practice. In addition, such pressure transfer rings have relatively low elasticity. Rather, they are mainly compressed plastically (permanently). If the inner area of a bend between adjacent pipes is subjected to particularly high loads, there is a risk that parts of the pipe will break off in this area. The pressure transfer rings therefore have an outside diameter that is smaller than the outside diameter of the end walls of the adjacent pipes. This means that there is still space between the pipes even when they are heavily compressed.
Zustand des Druckübertragungsringes im äußeren Umfangsbereich ein Freiraum, in dem Stirnwände nicht in Kontakt mit dem Druckübertragungsring stehen, so daß dort auch kein Rohrmaterial abgesprengt werden kann. Allerdings wird durch diesen Freiraum die Druckübertragungsflache verkleinert und eine exakte Zentrierung und Fixierung des Druckübertragungsringes wird erschwert.Condition of the pressure transmission ring in the outer peripheral area a free space in which the end walls are not in contact with the pressure transmission ring, so that no pipe material can be blown off there. However, this free space reduces the pressure transmission area and makes exact centering and fixing of the pressure transmission ring more difficult.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckübertragungsring für durch Rohrvortrieb verlegte Abwasserrohre zu schaffen, der eine gleichmäßige Übertragung hoher Druckkräfte unter Vermeidung der Gefahr des Abplatzens von Rohrteilen ermöglicht.The invention is based on the object of creating a pressure transmission ring for sewage pipes laid by pipe jacking, which enables a uniform transmission of high pressure forces while avoiding the risk of pipe parts chipping off.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved according to the invention with the features specified in claim 1.
Der erfindungsgemäße Druckübertragungsring weist einen mindestens zweiteiligen Ringkörper aus einem vornehmlich aus Holzwerkstoff bestehenden Kernring und einem aus Elastomermaterial bestehenden, den Außenbereich des Kernringes umgebenden Hüllring auf. Der Kernring liegt mit seinen Stirnflächen an den Stirnwänden der beiden Rohre an, wobei im Außenbereich der Stirnwände der Hüllring angreift. Damit wird auch der Außenbereich (der Bereich größeren Durchmessers) der Rohrstirnwände zur Übertragung der axial wirkenden Vorschubkraft ausgenutzt, wodurch eine bessere Lastverteilung über eine größere Fläche erreicht wird. Das Elastomermaterial des Hüllrings hat eine wesentlich größere Elastizität als der Kernring, so daß es sich nach einer Zusammenpressung wieder auf den ursprünglichen Zustand ausdehnt und bei einer nachfolgenden Zusammenpressung nicht bereits kompaktiert ist. Das Elastomermaterial bildet in demThe pressure transmission ring according to the invention has an at least two-part ring body made of a core ring consisting primarily of wood material and a sheathing ring made of elastomer material that surrounds the outer area of the core ring. The core ring rests with its end faces on the end walls of the two pipes, with the sheathing ring engaging in the outer area of the end walls. This also makes use of the outer area (the area of larger diameter) of the pipe end walls to transmit the axially acting feed force, thereby achieving better load distribution over a larger area. The elastomer material of the sheathing ring has a significantly greater elasticity than the core ring, so that after compression it expands back to its original state and is not already compacted during subsequent compression. The elastomer material forms in the
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äußeren Umfangsbereich eine relativ weiche elastische Pufferschicht, die eine weiche Formanpassung an den Außenbereich der jeweiligen Rohrstirnwand sicherstellt. Obwohl die gesamte Stirnwand für die Kraftübertragung ausgenutzt wird, besteht bei einem Rohrknick nicht die Gefahr des Abplatzens von Rohrmaterial im Außenbereich an der Innenseite des Rohrknicks, weil dort das Elastomermaterial ein lastverteilendes weiches Polster bildet. outer peripheral area a relatively soft elastic buffer layer, which ensures a soft shape adaptation to the outer area of the respective pipe end wall. Although the entire end wall is used for the force transmission, there is no risk of pipe material chipping off in the outer area on the inside of the pipe bend in the event of a pipe bend, because the elastomer material forms a load-distributing soft cushion there.
Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:The invention achieves the following advantages:
ein Gewinn an Druckübertragungsfläche, weil die gesamten Stirnwände der Rohre ausgenutzt werden,a gain in pressure transfer area because the entire front walls of the pipes are used,
Vermeidung von Punktlasten an den innenliegenden Kanten bei einem Rohrknick,Avoidance of point loads on the inner edges in the event of a pipe bend,
Verbesserung der Verformbarkeit und des elastischen Verhaltens des Druckubertragungsringes. Improvement of the deformability and elastic behavior of the pressure transmission ring.
Vorzugsweise sitzt der Hüllring auf einem Umfangssteg des Kernringes, wobei der umfangssteg eine gegenüber dem Kernring verringerte Breite aufweist. Dadurch können die Stirnflächen von Kernring und Hüllring wenigstens annähernd in einer gemeinsamen Ebene liegen. Wenn die Breite des Umfangssteges des Kernringes nach außen hin abnimmt, wird außerdem ein kontinuierlicher Übergang der Härte des Verbundringes und der sonstigen Verformungseigenschaften erzielt, wobei die Härte von innen nach außen abnimmt, während die Elastizität zunimmt .Preferably, the enveloping ring sits on a peripheral web of the core ring, whereby the peripheral web has a width that is smaller than that of the core ring. This allows the end faces of the core ring and enveloping ring to lie at least approximately in a common plane. If the width of the peripheral web of the core ring decreases towards the outside, a continuous transition in the hardness of the composite ring and the other deformation properties is also achieved, whereby the hardness decreases from the inside to the outside while the elasticity increases.
Zweckmäßigerweise hat der Umfangssteg des Kernringes einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Stirnwände der Rohre. Dadurch wird erreicht, daß im Bereich des Außenrandes der Rohre, wo die Gefahr des Abplatzens von Material besonders groß ist, ausschließlich Elastomermaterial vorhanden ist.It is advisable for the peripheral web of the core ring to have an outer diameter that is smaller than the outer diameter of the end walls of the pipes. This ensures that only elastomer material is present in the area of the outer edge of the pipes, where the risk of material chipping off is particularly high.
Der Umfangsring kann ferner einen über die Stirnwände der Rohre überstehenden Zentrierrand von verringerter Profilquerschnittsfläche zur Abstützung an der Verbindungshülse aufweisen. Dadurch wird sichergestellt, daß der Ringkörper seine Zentrierposition beibehält und daß die Stirnwände der Rohre zur Druckübertragung voll ausgenutzt werden.The circumferential ring can also have a centering edge with a reduced profile cross-sectional area that protrudes beyond the end walls of the pipes for support on the connecting sleeve. This ensures that the ring body maintains its centering position and that the end walls of the pipes are fully utilized for pressure transmission.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht der Hüllring aus einem zu einem geschlossenen Ring verbundenen U-förmigen Profil, dessen Schenkel mit Kerben versehen sind. Ein solches Profil kann als Endlosprofil durch Extrusion &ogr;.dgl. hergestellt werden. Da die Druckübertragungsringe nicht in großen Massen hergestellt werden und für jeden Rohrdurchmesser ein anderer Druckübertragungsring erforderlich ist, wäre eine an sich mögliche Herstellung der Hüllringe als Formkörper zu teuer. Ein entsprechendes Profil, das zu einem Ring geschlossen wird, bietet den Vorteil, daß es für unterschiedliche Durchmesser geeignet ist, ohne daß individuelle Herstellungsformen benötigt würden.According to an advantageous embodiment of the invention, the enveloping ring consists of a U-shaped profile connected to form a closed ring, the legs of which are provided with notches. Such a profile can be produced as an endless profile by extrusion or the like. Since the pressure transmission rings are not produced in large quantities and a different pressure transmission ring is required for each pipe diameter, the manufacture of the enveloping rings as molded bodies, which is possible in itself, would be too expensive. A corresponding profile that is closed to form a ring offers the advantage that it is suitable for different diameters without the need for individual manufacturing molds.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.In the following, an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Rohrverbindung mit Druckübertragungsring im auseinandergezogenen Zustand,Fig. 1 a pipe connection with pressure transmission ring in the extended state,
Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Teil-Längsschnitt durch den Druckübertragungsring, undFig. 2 shows a partial longitudinal section on an enlarged scale through the pressure transmission ring, and
Fig. 3 eine Frontansicht eines Teiles des Druckübertragungsringes .Fig. 3 is a front view of a part of the pressure transmission ring.
In Figur 1 sind zwei Abwasserrohre 10 und 11 dargestellt, die in gegenseitiger axialer Verlängerung angeordnet sind und gegeneinandergesetzt werden, damit sie durch eine Vortriebsvorrichtung im Boden vorgetrieben werden können. Die Abwasserrohre 10,11 bestehen aus Steinzeugmaterial, Beton, Faserzement oder Gußeisen. Alle diese Materialien sind besonders anfällig gegen örtlich hohe Punktpressungen. Die Länge der Rohre beträgt üblicherweise 1 bis 3 m und ihr Durchmesser kann bis zu 1600 mm reichen. Die Rohre sind ohne Flansche und andere Vorsprünge ausgebildet, um den Rohrvortrieb nicht zu behindern. An jedem Rohrende befindet sich eine außen umlaufende Aussparung 12, in der eine Ringnut 13 zur Aufnahme einer ringförmigen Dichtung 14 vorgesehen ist. Über die Aussparung 12 und die Dichtung 14 ist eine Verbindungshülse 15 aus Edelstahl geschoben, die den Stoßbereich der beiden Rohre 10,11 überdeckt und die innerhalb der Außenkontur der Rohre angeordnet ist. Die Verbindungshülse 15 bewirkt zusammen mit den Dichtungen 14 die Abdichtung der Rohrverbindung.Figure 1 shows two sewage pipes 10 and 11, which are arranged in mutual axial extension and are placed against each other so that they can be driven into the ground by a jacking device. The sewage pipes 10, 11 are made of stoneware material, concrete, fiber cement or cast iron. All of these materials are particularly susceptible to high local point pressures. The length of the pipes is usually 1 to 3 m and their diameter can be up to 1600 mm. The pipes are designed without flanges or other projections so as not to hinder the pipe jacking. At each end of the pipe there is an external recess 12 in which an annular groove 13 is provided for receiving an annular seal 14. A connecting sleeve 15 made of stainless steel is pushed over the recess 12 and the seal 14, which covers the joint area of the two pipes 10,11 and is arranged within the outer contour of the pipes. The connecting sleeve 15, together with the seals 14, seals the pipe connection.
Die Stirnwände 16 der Rohre sind geschliffen oder auf andere Weise geglättet, um eine gleichmäßige Lastübertragung zu ermöglichen. Zwischen die Stirnwände 16 der beiden Rohre ist der Druckübertragungsring 17 einge-The end walls 16 of the tubes are ground or otherwise smoothed to enable even load transfer. The pressure transfer ring 17 is inserted between the end walls 16 of the two tubes.
setzt. Dieser besteht aus einem flachen Ringkörper 18, dessen Innendurchmesser gleich dem Innendurchmesser der Rohre 10,11 ist und dessen Außendurchmesser bis an die Verbindungshülse 15 heranreicht.This consists of a flat ring body 18, the inner diameter of which is equal to the inner diameter of the pipes 10,11 and the outer diameter of which reaches up to the connecting sleeve 15.
In Figur 1 ist der Zustand dargestellt, daß die Verbindungshülse 15 bereits auf das erste Rohr 10 aufgeschoben ist und über die Stirnwand 16 hinaus vorsteht. Vor die Stirnwand 16 ist der Druckübertragungsring 17 gesetzt. Anschließend wird das zweite Rohr 11 in die Verbindungshülse 15 eingeschoben, wobei ihre Dichtung 14 zusammengedrückt wird. Wird nun eine Vortriebskraft in axialer Richtung der Rohre ausgeübt, dann wird der Druckübertragungsring 17 zwischen den Stirnwänden 16 der Rohre mit starker Kraft zusammengedrückt.Figure 1 shows the state in which the connecting sleeve 15 has already been pushed onto the first pipe 10 and protrudes beyond the end wall 16. The pressure transmission ring 17 is placed in front of the end wall 16. The second pipe 11 is then pushed into the connecting sleeve 15, whereby its seal 14 is compressed. If a propulsion force is now exerted in the axial direction of the pipes, the pressure transmission ring 17 is compressed with great force between the end walls 16 of the pipes.
Wie aus Figur 2 hervorgeht, besteht der Ringkörper 18 aus einem Kernring 19 aus Holzmaterial, z.B. aus Spanholz, Schichtholz oder Schnittholz. Das Holzmaterial hat den Vorteil, daß es sehr formstabil ist und kostengünstig hergestellt werden kann.As can be seen from Figure 2, the ring body 18 consists of a core ring 19 made of wood material, e.g. chipboard, laminated wood or sawn wood. The wood material has the advantage that it is very dimensionally stable and can be manufactured inexpensively.
Der Hauptteil 19a des Kernringes 19 hat rechteckigen Querschnitt und erstreckt sich von der Innenwand 21 nach außen. Der Durchmesser der Innenwand 21 ist gleich dem inneren Rohrdurchmesser. An den Hauptteil 19a schließt sich nach außen ein umlaufender Umfangssteg 22 an, der im Querschnitt trapezförmig ausgebildet ist und sich nach außen (mit zunehmenden Durchmesser) verjüngt. Auf den Umfangssteg 22 ist der Hüllring 20 aufgezogen.The main part 19a of the core ring 19 has a rectangular cross-section and extends from the inner wall 21 outwards. The diameter of the inner wall 21 is equal to the inner pipe diameter. The main part 19a is adjoined to the outside by a circumferential web 22 which is trapezoidal in cross-section and tapers outwards (with increasing diameter). The enveloping ring 20 is pulled onto the circumferential web 22.
Der Hüllring 2 0 besteht aus Elastomermaterial, z.B. Kautschuk und er weist ein im wesentlichen U-formiges Profil auf, das komplementär zu dem Profil des Umfangs-The enveloping ring 2 0 is made of elastomer material, e.g. rubber, and has a substantially U-shaped profile that is complementary to the profile of the circumferential
Steges 22 ausgebildet ist und über den Umfangssteg geschoben wird. Dabei liegen die Außenflächen der beiden Schenkel 23a, 23b im wesentlichen bündig mit den Stirnflächen des Kernrings 19, die sie nach außen hin verlängern. An den Außenflächen der Stege 23a und 23b befinden sich umlaufende Profilierungen 24. Ferner sind die Stege 23a,23b durch eine Ringhülse 25 verbunden, welche die Umfangsfläche des Umfangssteges 22 umschließt. Die Ringhülse 25 befindet sich im montierten Zustand (Figur 1) unmittelbar vor der äußeren Umfangskante 26 der Stirnwand 16 des Rohres. An der Umfangskante 26, die gegen Abplatzen empfindlich ist, befindet sich also ausschließlich Elastomermaterial. Der Umfangssteg 22 des Kernrings 19 hat also einen Außendurchmesser der kleiner ist als der Außendurchmesser der Rohrstirnwand 16.web 22 and is pushed over the peripheral web. The outer surfaces of the two legs 23a, 23b are essentially flush with the end faces of the core ring 19, which they extend outwards. On the outer surfaces of the webs 23a and 23b there are circumferential profiles 24. Furthermore, the webs 23a, 23b are connected by an annular sleeve 25, which encloses the peripheral surface of the peripheral web 22. In the assembled state (Figure 1), the annular sleeve 25 is located immediately in front of the outer peripheral edge 26 of the end wall 16 of the pipe. The peripheral edge 26, which is sensitive to chipping, therefore only contains elastomer material. The peripheral web 22 of the core ring 19 therefore has an outer diameter that is smaller than the outer diameter of the pipe end wall 16.
Der Hüllring 20 ist schließlich mit einem von der Ringhülse 25 nach außen abstehenden umlaufenden Zentrierrand 27 versehen. Dieser Zentrierrand 2 7 weist eine umlaufende Nut 28 auf, wodurch seine Querschnittsfläche verringert ist. Eine weitere Verringerung der Querschnittsfläche wird dadurch erreicht, daß die Außenflanken des Zentrierrandes 27 angefast sind. Der Zentrierrand 27 dient der Zentrierung und Fixierung des Ringkörpers 18 an der Innenfläche der Verbindungshülse 15. Die beschriebene Ausbildung des Zentrierrandes stellt sicher, daß eine geringe Reibung an der Verbindungshülse 15 vorhanden ist und daß beim Zusammenquetschen des Druckübertragungsringes Ausweichraum für das Material zur Verfügung steht.Finally, the enveloping ring 20 is provided with a circumferential centering edge 27 that protrudes outward from the ring sleeve 25. This centering edge 27 has a circumferential groove 28, which reduces its cross-sectional area. A further reduction in the cross-sectional area is achieved by chamfering the outer flanks of the centering edge 27. The centering edge 27 serves to center and fix the ring body 18 on the inner surface of the connecting sleeve 15. The described design of the centering edge ensures that there is little friction on the connecting sleeve 15 and that there is space for the material to escape when the pressure transmission ring is squeezed together.
Der Ringkörper 18 hat eine Breite von beispielsweise 10 mm und einen Durchmesser, der dem Durchmesser der Abflußrohre angepaßt ist.The ring body 18 has a width of, for example, 10 mm and a diameter that is adapted to the diameter of the drain pipes.
Der Hüllring 20, der das in Figur 2 dargestellte Querschnittsprofil aufweist, ist bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel als Endlos-Strangprofil hergestellt, das auf Länge geschnitten ist. Die beiden Enden sind durch eine Verbindungsnaht 30 (Figur 3) miteinander durch Klebung, Vulkanisation o.dgl. verbunden. Damit das an sich geradlinige Profil in die Rundform des Hüllringes gebracht werden kann, sind in die Schenkel 23a,23b V-förmige Kerben 31 eingeschnitten.The enveloping ring 20, which has the cross-sectional profile shown in Figure 2, is manufactured in the embodiment described here as an endless extruded profile that is cut to length. The two ends are connected to one another by a connecting seam 30 (Figure 3) by gluing, vulcanization or the like. So that the essentially straight profile can be brought into the round shape of the enveloping ring, V-shaped notches 31 are cut into the legs 23a, 23b.
Alternativ ist es natürlich auch möglich, einen nahtlosen Ring als integrales Formteil herzustellen, was jedoch größere Kosten verursacht.Alternatively, it is of course also possible to produce a seamless ring as an integral molded part, but this entails greater costs.
Das Elastomermaterial des Hüllringes 20 hat vorzugsweise eine Shore-Härte von 55.The elastomer material of the cover ring 20 preferably has a Shore hardness of 55.
Claims (10)
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