DE2927040A1

DE2927040A1 - Aus einzelnen elementen zusammensetzbarer hohlkoerper

Info

Publication number: DE2927040A1
Application number: DE19792927040
Authority: DE
Inventors: Rudolf Schaefer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-07-04
Filing date: 1979-07-04
Publication date: 1981-01-08
Also published as: EP0022248A1; AU543757B2; AU6010480A; ZA803646B; DE2927040C2; US4325414A; CA1148100A; JPS5631579A; BR8004166A; JPH0366549B2

Description

Rudolf Schaefer
Brauerstr. 35

4100 Duisburg 1

Aus einzelnen Elementen zusammensetzbarer Hohlkörper

Die Erfindung betrifft einen aus einzelnen Elementen zusammensetzbaren Hohlkörper, insbesondere Rohr oder Tunnel, mit im Bereich der stirnseitigen Verbindungsflächen ausgebildeten Nut-Feder-Verbindungen, deren Federn Flanken aufweisen, die sich jeweils mit zunehmendem Abstand vom Federfuß einander nähern, und deren Nuten an die Federn angepaßt ausgeführt sind.

Ein derartiger Körper ist aus der europäischen Offenlegungsschrift 1 836 bekannt. Bei diesem bekannten Hohlkörper wird der die Elemente aneinanderpreßbare Druck durch ein Spannband erreicht, das rechtwinklig zu den Verbindungsflächen bzw. parallel zu den Druckkräften verläuft und den gesamten Körper umfaßt. Bei Körpern größerer Länge werden hierdurch große Bandlängen erforderlich, und bei Rohrleitungen oder Tunneln ist ein Umfassen des Hohlkörpers in Längsrichtung nicht möglich. Ferner läßt diese bekannte Verbindung nur eine sehr begrenzte Beweglichkeit der Elemente zueinander zu.

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Aufgabe der Erfindung ist es, die Verbindung einzelner, zu einem Hohlkörper zusammensetzbarer Elemente aneinander derart zu verbessern, daß man mit Spannvorrichtungen geringer Länge und Größe auskommt. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, Elemente der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß sie bei einfachster Konstruktion zueinander eine große Beweglichkeit bei einer hohen Dichtigkeit besitzen.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den Stirnseiten von Elementabschnitten an der Außen- und/oder Innenseite Flansche angeordnet sind, die jeweils an der von der Stirnfläche abgewandten Seite eine schräge Fläche aufweisen, so daß die Flanschbreite zum Fuß des Flansches hin zunimmt, daß der an diese Stirnseite anlegbare Elementabschnitt einen ähnlich oder gleich geformten Flansch aufweist, und daß jeweils zwei Flansche zweier Elementabschnitte von einem Ring übergriffen werden, der einen inneren Ringkanal aufweist, dessen Seitenränder beide Flansche klammerförmig übergreifen und im unbelasteten Zustand voneinander einen geringeren Abstand aufweisen, als der Abstand der Fußpunkte der beiden schrägen Flächen voneinander.

Hierdurch bleiben dxe Spannbänder in Form von ringförmigen Reifen oder Felgen direkt an der Verbindungsstelle und erzeugen bei geringen Außenabmessungen und Längen auf den Schrägflächen der Flansche einen ausreichenden Druck, um die Stirnseiten der Elemente aneinander zu halten. Diese Befestigungsweise ist" aufgrund des geringen konstruktiven Aufwandes preiswert

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und ist leicht zu handhaben. Eine hohe Dichtigkeit wird dadurch erreicht, daß zusätzlich zu Nut und Feder der Ring abdichtend wirkt. Da der Ring nachgiebig gestaltet ist, wird bei einer entsprechenden Ausbildung von Nut und Feder eine hohe Beweglichkeit der Elemente zueinander erreicht.

Insbesondere bei Rohrleitungen kann der Ring an den Außenseiten der Hohlkörper anliegen und durch eine Spannvorrichtung zusammenziehbar sein, die von außen leicht zu erreichen ist.

Alternativ oder zusätzlich kann bei innerem Flansch der Ring auch an den Innenseiten der Hohlkörper anliegen und durch eine Druckvorrichtung auseinanderdrückbar sein. Dies bietet sich besonders beim Tunnelbau an.

Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß der Ring zwei- oder mehrfach geteilt ist und die Teile insbesondere durch Haken aneinander befestigbar sind. Hierdurch ist der Ring leicht handhabbar und platzsparend vor der Montage aufzubewahren. Auch läßt er sich hierdurch leicht in das Innere eines Tunnels einbringen.

Die Dichtigkeit des Ringes als auch seine Haltefunktion werden dadurch verbessert, daß der innere Hohlraum des Ringes nach seinem Anliegen am Hohlkörper mit einer erhärtbaren und/oder dauerelastischen Masse füllbar ist. Wird eine dauerelastische Masse gewählt, so bleibt weiterhin eine hohe Beweglichkeit der Elemente zueinander erhalten.

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Eine hohe Beweglichkeit der Elemente zueinander bei ausreichender Dichtigkeit wird dadurch erreicht, daß im zusammengesetzten Zustand zwischen Nut und Feder mindestens ein Hohlraum besteht, der mit einer erhärtbaren und/oder dauerelastischen Masse füllbar oder in den mindestens ein elastisches Band einbringbar ist. Auch kann im Boden jeder Nut ein elastisches Band einliegen, an das der Rücken der Feder zur Anlage gelangt.

Ferner wird vorgeschlagen, daß Nut und/oder Feder von Profilen gebildet werden, die an den Stirnseiten der Elemente ein- oder ansetzbar sind. Hierdurch wird eine hohe Fertigungsgenauigkeit der Verbindungsstelle als auch eine konstruktive Vereinfachung der Elemente erreicht, da die Elemente selber keine exakt ausgeführten Nuten oder Federn aufweisen müssen, die der entsprechenden Nut oder Feder des anderen Elementes angepaßt sind.

Die Profile lassen sich besonders leicht durch Nut und Feder in den Stirnseiten der Elemente befestigen und können aus elastischem Material bestehen, wodurch sie leicht herstellbar sind und eine hohe Dichtigkeit erreichen können.

Bei größeren Hohlkörpern, wie z.B. einem Tunnel, sind die Elemente besonders dann leicht transportierbar, lagerbar und einsetzbar, wenn sie aus mehreren Schalen, insbesondere Halbschalen, zusammengesetzt sind.

Durchgehende Nut- und Federverbindungen auch in den

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Eckbereichen werden dadurch erreicht, daß im Bereich der Ecken der Schalen die Feder einer Stirnfläche in eine Nut einer Trennfläche und die Nut einer Stirnfläche in eine Feder einer Trennfläche übergeht. Hierdurch wird nicht nur die Dichtigkeit verbessert, sondern auch erreicht, daß nach dem Zusammensetzen der Schalen an den Stirnseiten der Elemente die Nuten und Federn ohne Wechsel durchgehend verlaufen. Dabei wird vorgeschlagen, daß diese Übergänge in einem Winkel von 45 Grad zu den Nuten und Federn verlaufen.

Eine Erhöhung der Stabilität bei Verwendung von Schalen wird dadurch erreicht, daß die Elemente derart zusammengesetzt sind, daß die Trennfugen eines Elementes zu denen des anliegenden Elementes versetzt angeordnet sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Verbindungsstelle zweier aneinander zu befestigender Rohrelemente im auseinandergeschobenen Zustand, wobei im oberen Bereich eine andere Verbindung gezeigt ist als im unteren ;

Fig. 2 einen Schnitt nach Fig. 1 im zusammengesetzten Zustand mit aufgesetztem Ring;

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Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 2, wobei die Nuten und Federn von Profilen gebildet werden, die getrennt von den Elementen hergestellt sind;

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Rohr mit aufgesetztem Ring und Spannvorrichtung.

Fig. 5 einen Längsschnitt durch zwei Rohre mit innerem Ring; und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines aus zwei Halbschalen gebildeten Rohres.

Wie in den Figuren 1 und 2 im unteren Teil gezeigt, weist ein Rohrabschnitt 1 stirnseitig eine koaxiale gewölbte Ringnut 3 auf, in die eine ähnlich gewölbte ringförmige Feder 4 eingreift, die an der Stirnseite eines Rohrabschnittes 2 angeformt ist, der am Rohrabschnitt 1 befestigt wird. Im zusammengesetzten Zustand der beiden Rohrabschnitte 1 und 2 besteht zwischen den Oberflächen von Nut 3 und Feder 4 ein Zwischenraum 5, in den über einen von der Bohrung gebildeten Kanal 6 eine erhärtbare und/oder dauerelastische Masse eingepreßt wurde. Die Oberflächen von Nut und Feder sind derart gekrümmt, daß eine begrenzte Bewegung der Rohrabschnitte 1 und 2 zueinander möglich ist.

Während in dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten unteren Ausführungsbeispiel die Stirnseiten nur eine einzige Nut und eine einzige Feder aufweisen, sind bei dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten oberen Ausführungsbeispiel an der Stirnseite des Rohrabschnitts 1 eine Feder 4 und zwei Nuten 3, und an der Stirnseite des Rohrabschnitts 2 zwei Federn 4 und eine Nut 3 angeordnet. Wiederum sind Federn und Nuten so geformt, daß eine begrenzte Bewegung der Rohrabschnitte zueinander möglich ist, und ferner bilden sie miteinander einen Zwischenraum 5, in dem drei dauerelastische Bänder 8 ein-

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liegen, die sich auf dem Grund der Nuten 3 befinden, so daß sich die Rücken der Federn 4 in diese Bänder eindrücken können. Die Stirnflächen beider Rohrabschnitte 1 und 2 sind jeweils durch ringförmige Flansche 9a und 9b nach außen vergrößert, die nach einem Zusammensetzen der Rohrabschnitte aneinander liegen können. Jeder Flansch weist auf der der Stirnseite abgewandten Seite eine schräge Fläche 10 auf, so daß die Flansche im Querschnitt keilförmig sind und sich zum Flanschfußpunkt hin erweitern. Nach dem Zusammensetzen der Rohrabschnitte aneinander wird über beide Flansche ein Ring 11 gesetzt, der einen etwa kreisrohrförmigen Querschnitt aufweist und an der Innenseite einen ringförmigen Schlitz besitzt, durch den die Flansche 9a und 9b in das Innere des Ringes 11 hineinreichen. Die Seitenränder 12 dieses Spaltes liegen an den Flächen 10 der Flansche an und weisen einen Abstand auf, der kleiner ist als der Abstand der Fußpunkte der Flächen 10 im zusammengesetzten Zustand der Rohrabschnitte.

Wird der Ring 11 durch die in Fig. 4 gezeigte Spannvorrichtung 13 zusammengezogen, so gleiten die Seitenränder 12 entlang der Flächen 10 nach innen in Richtung der Fußpunkte, und die Rohrabschnitte 1 und 2 werden aneinander axial gedrückt. In den Ring 11 kann durch eine nicht gezeigte Öffnung eine erhärtbare und/ oder dauerelastische Masse 14 eingepreßt werden. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Ring aus zwei Teilen 11a und 11b, die auf der zur Spannvorrichtung gegenüberliegenden Seite durch zwei Haken 15 und 16 (ineinanderhakend) aneinander gehalten sind.

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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist in die Stirnfläche des Rohrabschnitts 1 ein Profil 17 aus Kunststoff eingelassen, das auf der dem Rohrabschnitt 1 gegenüberliegenden Seite eine Nute bzw. zwei Nuten und eine Feder bildet. Ein entsprechendes Profil 18 ist an der Stirnseite des Rohrabschnitts 2 befestigt, das auch aus Kunststoff besteht und eine Feder bzw. zwei Federn und eine iiut bildet. Die Profile 17 und 18 können angeklebt sein und zusätzlich oder alternativ durch Nut 19 und Feder 20 an den Stirnseiten der Rohrabschnitte 1, 2 befestigt werden. Dabei kann die Feder 20 durch Schnappsitz unlösbar in der Nut 19 befestigt sein.

In den Figuren 5 und 6 bestehen die Rohrabschnitte aus zwei Halbschalen, deren Nuten und Federn nicht nur über die Stirnflächen sondern auch über die Trennflächen 15{λ f> zwischen den Halbschalen verlaufen. Im Bereich der Ecken dieser Schalen gehen die Federn einer Stirnfläche in die Nuten einer Trennfläche über, und die Nuten einer Stirnfläche gehen über in die Federn einer Trennfläche. Dabei verlaufen die Übergänge von den Federn zu den NuLen und umgekehrt in einem Winkel von 45°.

Die in den Figuren 5 und 6 gezeigte Ausführung eignet sich besonders für den Tunnelbau, da die Flansche 21a und 21b im Gegensatz zu den Figuren 1 bis 3 nicht außen sondern innen an den Rohrabschnitten 1,2 bzw. Tunnelabschnitten angeformt sind, so daß von innen auf die Flansche ein felgenförmiger Ring 22 aufgesetzt werden kann, der durch eine Vorrichtung auseinandergedrückt wird. Hierdurch werden die Stirnflächen der aneinander anliegenden Rohrabschnitte 1 und 2 aneinandergedruckt.

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Nach Einpressen der dauerelastischen Masse kann der Ring 11 (Felge) etwas gelockert werden, um die Beweglichkeit der Elemente zueinander zu erhöhen. Deshalb kann die Spannvorrichtung, wie in Fig. 4 gezeigt, in zwei Stellungen bringbar sein. Eine ausreichende Dichtigkeit ist dann aber immer noch durch die elastische Masse gegeben.

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AlL

Leerseite

Claims

COHAUSZ & FLORACK

PATENTANWALTSBÜRO £ ν? & / V A U

SOHUMANNSTR. 97 · D-4000 DÜSSELDORF

Telefon: (02 Π) 683346 Telex: 08586513 cop d

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-lng.W. COHAUSZ ■ Dipl.-I.ig. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER · Dipl.-Ing. H. B₁ COHAUSZ

25.6.79

Ansprüche

M. j Aus einzelnen Elementen zusammensetzbarer Hohlkörper, insbesondere Rohr oder Tunnel, mit im Bereich der stirnseitigen Verbindungsflächen ausgebildeten Nut-Feder-Verbindungen, deren Federn Flanken aufweisen, die sich jeweils mit zunehmendem Abstand vom Federfuß einander nähern, und deren Nuten an die Federn angepaßt ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet , daß an den Stirnseiten von Elementabschnitten (1 , 2) an der Außen- und/oder Innenseite Flansche (9a, 9b) angeordnet sind, die jeweils an der von der Stirnfläche abgewandten Seite eine schräge Fläche (10) aufweisen, so daß die Flanschbreite zum Fuß des Flansches hin zunimmt, daß der an diese Stirnseite anlegbare Elementabschnitt (2) einen ähnlich oder gleich geformten Flansch (9b) aufweist, und daß jeweils zwei Flansche (9a, 9b) zweier Elementabschnitte (1,2) von einem Ring (11) übergriffen werden, der einen inneren Ringkanal aufweist, de&en Seitenränder (12) beide Flansche klammerförmig übergreifen und im unbelasteten Zustand voneinander einen geringeren Ab-

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HC/Be

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stand aufweisen, als der Abstand der Fußpunkte der beiden schrägen Flächen (10) voneinander.
2. Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ring (11) an den Außenseiten der Hohlkörper anliegt (1, 2) und durch eine Spannvorrichtung (13) zusammenziehbar ist.
3. Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß bei inneren Flanschen der Ring an den Innenseiten der Hohlkörper anliegt und durch eine Druckvorrichtung auseinanderdrückbar ist.
4. Hohlkörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Ring (11) zwei- oder mehrfach geteilt ist und die Teile insbesondere durch Haken (15, 16) aneinander befestigbar sind.
5. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Hohlraum des Ringes (11) nach seinem Anliegen am Hohlkörper (1, 2) mit einer erhärtbaren und/oder dauerelastischen Masse (14) füllbar ist.
6. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im zusammengesetzten Zustand zwischen Nut (3) und Feder (4) mindestens ein Hohlraum (5) besteht, der mit einer erhärtbaren und/oder dauerelastischen Masse

(7) füllbar oder in den mindestens ein elastisches Band (8) einbringbar ist.

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7. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a durch gekennzeichnet, daß im Boden jeder Nut (3) ein elastisches Band (8) einliegt, an das der Rücken der Feder (4) zur Anlage gelangt.
8. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Nut (3) und/oder Feder (4) von Profilen (17, 18) gebildet werden, die an den Stirnseiten der Elemente (1, 2) ein- oder ansetzbar sind.
9. Hohlkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Profile (17, 18) durch Nut (19) und Feder (20) in den Stirnseiten der Elemente (1, 2) befestigbar sind.
0O. Hohlkörper nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eines der Profile (17, 18) aus elastischem Material, insbesondere Kunststoff, besteht.
11. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente aus mehreren Schalen, insbesondere Halbschalen, zusammensetzbar sind.
12. Hohlkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß im Bereich der Ecken der Schalen die Feder einer Stirnfläche in eine Nut einer Trennfläche und die Nut einer Stirnfläche in eine Feder einer Trennfläche übergeht.

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13. Hohlkörper nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß diese Übergänge in
einem Winkel von 45 Grad zu den Nuten und Federn
verlaufen.
14. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis ^,dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente derart zusammengesetzt sind, daß die Trennfugen eines Elementes zu denen des anliegenden Elementes versetzt angeordnet sind.

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