DE3027867A1

DE3027867A1 - Rohr aus einem thermoplastischen werkstoff

Info

Publication number: DE3027867A1
Application number: DE19803027867
Authority: DE
Inventors: Bernhard 6903 Neckergemünd Kleindienst
Original assignee: Friedrichsfeld GmbH Steinzeug und Kunststoffwerke
Current assignee: Friatec AG
Priority date: 1980-07-23
Filing date: 1980-07-23
Publication date: 1982-02-11
Also published as: FR2487476A1; FR2487476B1

Description

Anmelders Friedrichsfeld GmbH, Steinzeug- und Kunststoffwerke Steinzeugstraße 50, 6800 Mannheim 71

Rohr aus einem thermoplastischen Werkstoff

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rohr aus einem thermoplastischen Werkstoff, insbesondere aus PVC hart oder Polyäthylen, enthaltend mehrere aus der Rohrwandung geformte, radial nach außen gerichtete Rippen»

Es ist bekannt, derartige Rohre für die Zuleitung und Ableitung von Wasser zu verwenden und im Erdreich zu verlegen. Solche Rohre werden insbesondere aus thermoplastischen Kunststoffen im Strangpreßverfahren hergestellt bzw. extrudiert. Da bekanntlich die zur Herstellung derartiger Kunststoffe benötigten Grundstoffe, also Kohle, Erdöl oder Erdgas, heute immer schwerer zugänglich sind, bzw. immer teuerer werden, besteht heute mehr dein: je die Forderung nach einem sparsamen Einsatz derselben,. Wichtig ist hierbei, daß der richtige Kunststoff ausgewählt wird und die Eigenschaften dieses Kunststoffes bestens ausgenutzt werden und daß durch eine günstige konstruktive Ausbildung die Rohre die erforderliche Steifigkeit aufweisen. Obwohl die genannten thermoplastischen Kunststoffe als verhältnismäßig weich und nachgiebig gelten, können daraus hochbelastbare Kanalisatxonsrohre gefertigt werden= Seit über 10 Jahren sind daher extrudierte Kanalisationsrohre aus PVC hart oder PE bekannt, bei welchen die erforderliche Steifigkeit über die Wahl der Wandstärke erreicht wird. Es handelt sich hierbei um innen und außen glatte Rohre, z.B. aus PVC hart, deren Wandstärke nach DlK 19534 bei 1/41 des Rohrdurchmessers liegt. Werden an die Steifigkeit höhere Anforderungen gestellt,

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so mußte bisher die Wandstärke vergrößert und somit mehr Kunststoff eingesetzt werden, oder es wurden solche DIN-Rohre mit Beton versteift.

Aus der DE-PS 1 779 402 ist ein Verfahren zum Krümmen eines Rohres aus einem thermoplastischen Werkstoff bzw. Kunststoff bekannt". Hierbei wird das Rohr mindestens im Bereich einer Knickzone erwärmt, unter Freilassung der Knickzone in den benachbarten Bereichen erfaßt und durch Schwenken der erfaßten Bereiche um eine in der Knickebene liegende Achse unter Bildung eines Stauchwulstes geknickt, wobei das Rohr bis zur Erweichungstemperatur erwärmt und innen mit einem überdruck beaufschlagt wird. Mit diesem Verfahren sollen bei Rohren mit beliebigen Querschnitten sowie Wandstärken beim Krümmen scharfe Knicke und Risse vermieden werden. Die derart erzeugten Stauchwulste bzw. Rippen des gekrümmten Rohres weisen in Umfangrichtung sich ändernde Querschnitte auf und die jeweils dazwischenliegenden Abschnitte werden in ihrer Wandstärke nicht verändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rohr der genannten Art derart auszubilden, daß bei Verwendung von möglichst wenig Werkstoff eine hohe Steifigkeit erreicht wird. Auch soll das Rohr billig herstellbar, in hohem Maße für.alle Anwendungsgebiete betriebssicher und den betrieblichen Gegebenheiten gewachsen sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem in axialer Richtung geraden Rohr die Rippen über den Umfang einen weitgehend gleichförmigen Querschnitt aufweisen, daß die Wurzeln der Rippen etwa zweimal so breit wie die Wandstärke sind und daß die radial außen liegenden, ringförmigen Wulste der Rippen wenigstens viermal so breit wie die Wandstärke sind.

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Aufgrund der genannten Rippen wird eine hohe Steifigkeit des Rohres bei einer wesentlich geringeren Wandstärke als bei bekannten Rohren gewährleistet» Es wird eine Werkstoffeinsparung bis zu 50 % im Vergleich zu Rohren nach DIN 19534 erreicht. Das Rohr kann mit üblichen bekannten Extrusions-Anlagen mit hohem Ausstoß gefertigt werden, wobei bekannte, preiswerte Massenkunststoffe, wie z.B. PVC hart, verwendbar sind. Die radial innen liegenden Wurzeln der Rippen sind zweckmäßigerweise zweimal so breit wie die Wandstärke, so daß die dort nach außen gehenden Teile der Rohrwandung eng beieinander liegen bzw. sich berühren und Ablagerungen von Schmutz und Verunreinigungen weitgehend vermieden werden. Durch geeignete Formgebung und Dimensionierung der radial außen liegenden Wulste sowie der Abstände der Rippen wird die statische Belastbarkeit und Steifigkeit den jeweiligen Anforderungen angepaßt.

Vorteilhafterweise liegt das Verhältnis vom Durchmesser zur Wandstärke des Rohres im Bereich von 80 bis 160. im Vergleich mit den obengenannten DIN-Rohren wird somit eine erhebliche Einsparung von dem heute sehr teuren thermoplastischen Kunststoff erreicht. Ein Rohr mit dem oben aufgeführten Verhältnis von 80 kann als sogenanntes Druckrohr bis zu 2,5 atü eingesetzt werden. Liegt das Verhältnis hingegen bei 125, so kann ein derartiges Rohr als Lüftungsrohr zum Einsatz gelangen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Höhe der Rippen etwa fünf- bis zehnmal so groß wie die Wandstärke. Hierdurch ergibt sich eine gute Steifigkeit bei optimaler Ausnutzung des Werkstoffes, v/elcher zur Bildung der Rippen erforderlich ist.

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Es hat sich weiterhin als sehr zweckmäßig erwiesen, die Abstände zwischen zwei in axialer Richtung benachbarten Rippen derart vorzugeben, daß ein Äbzweigrohr seitlich, insbesondere mittels einem Sattelstück,, anschließbar ist« Sin seitlich ankommendes Abzweigrohr kann somit in gewohnter Weise bei Übernahme bekannter Rohrmontagen mit dem erfindungsgemäßen Rohr mittels einer zum Sattelstück gehörenden Steckmuffe verbunden werden.

Die Abstände der Rippen sind bevorzugt 150 bis 350 mm groß, so daß acht bis drei Rippen je Meter laufendes Rohr vorhanden sind. Die Abstände der Rippen können auch unterschiedlich groß sein, wobei jedoch zweckmäßigerweise pro laufenden Meter des Rohres mindestens ein Rippenabstand so groß ist, daß ein seitlich ankommendes Abzweigrohr angeschlossen werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der genannte Wulst innen einen Hohlraum auf, wobei der Querschnitt des Wulstes ringförmig* dreiecksförmig oder auch oval ausgebildet ist. Derartige Querschnitte zeichnen sich durch hohe Widerstandsmomente aus und ergeben eine hohe Stabilität bzw. Steifigkeit.

Im Hinblick auf eine einfache Fertigung der Rohre kann es auch vorteilhaft sein, die Rippen T- oder L-föx-mig auszubilden, wobei sowohl die Teile der Wurzel als auch die des Wulstes eng beieinander liegen.

Vorteilhafterweise weisen die Rippen zu den Rohrenden einen derartigen Abstand auf, daß dort in bekannter Weise Muffen bsw. Spitzenden oder dergl. angeordnet sind. Somit können zwecks Verbindung der Rohre untereinander bekannte, insbesondere ge-

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normte Steckverbindungen, zum Einsatz gelangen. Darüberhinaus ist sichergestellt, daß die erfindungsgemäßen Rohre auch mit herkömmlichen Rohren verbunden werden können. Die Abstände der Rippen sind bevorzugt so groß, daß nach einem Trennschnitt zwischen zwei Rippen jeweils der angegebene Abstand zum Rohrende vorhanden ist, an welchem dann eine Muffe oder ein Spitzende angeordnet wird.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Rohre sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Rohres mit gleich beabstandeten Rippen, wobei auf der rechten Seite ein zweites Rohr angeschlossen ist,

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt entlang der Schnittlinie A-B gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt entlang der Schnittlinie C-D gemäß Fig. 1 mit einem seitlichen Sattelstück,

Fig. 4 eine Ansicht eines Rohres, dessen Rippen unterschiedliche Abstände aufweisen,

Fig. 5 a - f verschiedene Ausführungsformen der Rippen mit symmetrischen Querschnitten und

Fig. 6 a, J> zwei Ausführungsformen der Rippen mit unsymmetrischen Querschnitten.

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Fig. 1 zeigt eine seitliche Ansicht eines Rohres 1, welches eine Anzahl von Rippen 2 aufweist. Die Rippen 2 sind in Richtung der Längsachse 3 jeweils mit gleichen Abständen a zueinander angeordnet und weisen über den Umfang einen weitgehend gleichförmigen Querschnitt auf. Der Außendurchmesser d des Rohres 2 beträgt beispielsweise 400 mm. Pro laufenden Meter des Rohres sind somit annähernd vier Rippen vorhanden. Zwischen zwei Rippen ist ein Sattelstück 5 zum seitlichen Anschluß eines Abzweigrohres vorgesehen. Das in der Zeichnung rechts liegende Ende des Rohres 1 ist als Muffe 6 ausgebildet, in welche ein weiteres Rohr 4 eingeschoben ist.

Das linke Ende des Rohres 1 ist hingegen in bekannter Weise als ein Spitzende 7 ausgebildet, um mit einer hier nicht dargestellten Muffe eines anderen Rohres verbunden zu werden. Wichtig ist hierbei, daß die Rippen 2 zu den jeweiligen Rohrenden einen ausreichenden Abstand aufweisen, damit dort die Muffe 6 bzw. das Spitzende 7 angeordnet werden können.

In Fig. 2 ist die Verbindung des Rohres 1 mit dem weiteren Rohr 4 im Ausschnitt dargestellt. Das Spitzende 7 von Rohr 4 ist in die Muffe 6 des Rohres 1 eingeschoben, wobei zur Abdichtung ein Dichtungsring 8 in eine Ringnut 9 eingelegt ist. Die Rippen 2 der Rohre 1 und 4 weisen zur Muffe 6 bzw. zu dem Spitzende den notwendigen Abstand auf, damit eine ordnungsgemäße Verbindung möglich ist. Die Wandstärke s beider Rohre beträgt beispielsweise 3,2 mm, so daß das Verhältnis von Außendurchmesser (d = 400 mm) zur Wandstärke (S = 3,2 mm) 125 beträgt. Die Höhe h der Rippen 2 ist etwa achtmal so groß wie die Wandstärke s der Rohre.

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Jede Rippe 2 besitzt eine Wurzel 10, an welche sich radial nach außen ein ringförmiger Wulst 11 anschließt. Die Rippen 2 werden bei der Herstellung aus der Rohrwandung geformt, so daß die Rippen 2 Zweimal so breit sind wie die Wandstärke s. Mit anderen Worten, die beiden Seitenteile der Wurzel 10 liegen über den gesamten Umfang eng beieinander, so daß eine möglichst glatte Rohrinnenfläche erhalten bleibt. Die Breite des Wulstes 11 ist mit b bezeichnet und ist wenigstens viermal so breit wie die Wandstärke s. Zur optimalen Ausnutzung des Werkstoffes empfiehlt es sich, die Breite b der Rippen 2 etwa sechs- bis zwölfmal so groß zu machen wie die Wandstärke s. Aufgrund der angegebenen Dimensionierung der Rippen 2 bzw. der Wurzeln 10 sowie Wulste 11 wird gewährleistet, daß für die Rippen selbst vergleichsweise wenig Material benötigt wird, und daß trotz geringer Wandstärke s das Rohr eine hohe Steifigkeit und Festigkeit aufweist.

In Fig. 3 ist ein vergrößerter Schnitt durch das Sattelstück 5 dargestellt, mittels weichemein Abzweigrohr 12 seitlich angeschlossen werden kann. Hierbei ist der Abstand a in axialer Richtung zwischen zwei Rippen 2 derart gewählt, daß das Sattelstück 5 in gewohnter Weise mit dem Rohr 1 verbunden werden kann. Das Sattelstück 5 besitzt eine Steckmuffe und diese eine Ringnut 13 mit einem Dichtungsring 14, so daß eine dichte Verbindung mit dem Abzweigrohr 12 herstellbar ist.

Fig. 4 zeigt ein Rohr 1, bei welchem jeweils drei Rippen einen verhältnismäßig kleinen Abstand zueinander aufweisen. Die jeweils in Dreiergruppen zusammengefaßten Rippen 2 weisen in Richtung der Längsachse 3 jeweils untereinander einen größeren Abstand a auf, so daß dort wiederum ein hier nicht dargestell-

*) an der Wurzel

tes Sattelstück zum Anschluß eines Abzweigrohres vorgesehen werden kann. Zweckmäßigerweise wird pro Meter des Rohres jeweils ein derartiger größerer Abstand a zwischen den Rippen vorgesehen. Somit können ohne Schwierigkeiten beispielsweise seitlich ankommende Kanalisationsrohre (Hausanschlüsse) an das Rohr 1 angeschlossen werden.

In den Fig. 5 a-f sind verschiedene Ausführungsformen der Rippen 2 bzw. der Wulste 11 dargestellt, welche je nach Anwendungsfall bzw. Anforderungen einsetzbar sind. Gemäß Fig. 5 a weist der Wulst 11 einen kreisringförmigen Querschnitt auf, während gemäß Fig. 5b und 5c ein im wesentlichen dreiecksförmiger Querschnitt vorgesehen ist. Die Wurzeln sind zweimal so breit wie die Wandstärke s und radial klein gehalten, dafür sind die Wulste radial groß. Solche Ausführungsformen sind verhältnismäßig leicht herstellbar.

Der Wulst 11 gemäß Fig. 5d weist hingegen einen flachen Querschnitt auf, wobei wie bei den vorherigen Ausführungsformen im Inneren ein Hohlraum 15 vorhanden ist. Diese T-förmige Ausführung ist anzustreben, weil viel Werkstoff radial weit außen angeordnet ist. Bei der Berechnung der Steifheit liegt das Widerstandsmoment dieses Rippenquerschnitts am günstigsten.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 e entspricht im wesentlichen der von Fig. 5 d, wobei jedoch im Inneren kein Hohlraum mehr vorhanden ist und somit sämtliche Teile von Wulst und Rippen eng beieinander liegen. Diese Ausführungsform 5e ist im Hinblick auf die Steifheit äußerst günstig. Bei der Herstellung muß darauf geachtet werden, daß an der Umlenkung 16 keine Risse entstehen.

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Die Fig» 5f entspricht im wesentlichen 5d. Betont wird eine fast nur punktförmige Wurzel, deren Breite zweimal so groß wie die Wandstärke ist. Das genügt vollkommen/ um die Innenfläche des Rohres möglichst glatt zu lassen und bei der Fertigung werden nur Werkzeuge, die beidseits Kanten unter 90 haben, gegeneinander gedrückt und keine planen Ringflächen mit mehr Kraftaufwand. Auch sind die Innenflächen 17 etwas konisch ausgebildet, um das Entformen zu begünstigen.

SämtlichoiAusführungsformen ist gemeinsam, daß sie symmetrisch zur Radialebene sind.

Die Ausführungsformen gemäß Fig. 6a, b sind hingegen unsymmetrisch zur Radialebene ausgebildet, wobei gemäß Fig. 6a der Wulst 11 einen dreiecksförmigen Querschnitt aufweist und gemäß Fig. 6b die Rippe 2 einen L-förmigen Querschnitt aufweist.

Bei den Ausführungsformen 5a - f müssen die formenden Werkzeuge beidseits der Rippen in axialer Richtung so weit verschoben werden/ bis sie radial entfernt werden können. Werden die Ausführungsformen δ a, b gewählt/ so entfällt eine der beiden axialen Werkzeug-Bewegungen. Die Werkzeuge sind mit weniger Aufwand hersteilbar. Für 6a gilt im übrigen das für 5c gesagte und für 6b das für 5f. Schließlich kann bei der Ausführungsform 6a auch die zweite axiale Werkzeugbewegung entfallen, wenn zunächst das eine Werkzeug, mit welchem die in der Zeichnung links dargestellte und einer Radiaiebene liegende Außenfläche 10 hergestellt wirdj, radial entfernt wird, wird anschließend das zweite Werkzeug, Kit welchen die zur Radialebene geneigte_? konische Außenfläche 19 hergestellt wird, radial entfernt, so

-- η 'S

ergibt sich eine auf das Rohr in axialer Richtung wirkende Kraftkomponente. Durch diese Kraftkomponente wird das Rohr in der Zeichnung nach links verschoben. Die zur Herstellung eines Rohres mit Rippen gemäß Fig. 6a erforderlichen Werkzeuge und Vorrichtungen können daher vergleichsweise einfach ausgebildet sein.

Aus den obigen Ausführungen ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Rohr in axialer Richtung gerade ausgebildet bzw. gefertigt wird. Es sei aber ausdrücklich darauf hingewiesen, daß das Rohr aufgrund der angegebenen Ausbildung der Rippen in einem gewissen Maße biegsam ist und beim Verlegen gekrümmt werden kann. Die Wurzeln können nämlich, wie ohne weiteres ersichtlich, ähnlich wie eine Spiralfeder etwas aufgebogen werden, so daß das verlegte Rohr eine geringfügige, aber nicht unbeachtliche Krümmung aufweisen kann. Somit kann das erfindungsgemäße Rohr in besonders vorteilhafter Weise auch mit einer leichten Krümmung verlegt werden.

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Bezugszeichenliste

1	Rohr	12	Abzweigrohr
2	Rippen	13	Ringnut
3	Längsachse	14	Dichtungsring
4	weiteres Rohr	15	Hohlraum
5	Sattelstück	16	Umlenkung
6	Muffe	17	Innenfläche
7	Spitzende	18	Außenfläche
8	Dichtungsring	19	konische Außenfläche
9	Ringnut	a	Abstand
1O	Wurzel	. b	Breite
11	Wulst	d	Außendurchmes ser
		h	Höhe
		S	Wandstärke

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Claims

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Ansprüche

1 .J Rohr aus einem thermoplastischen Werkstoff, insbesondere aus PVC hart oder Polyäthylen, enthaltend mehrere aus der Rohrwandung geformte, radial nach außen gerichtete Rippen, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem in axialer Richtung geraden Rohr (1„ 4) die Rippen (2) über den Umfang einen weitgehend gleichförmigen Querschnitt aufweisen, daß die Wurzeln (10) der Rippen (2) zweimal so breit wie die Wandstärke (s) sind, und daß die radial außen liegenden, ringförmigen Wulste (11) der Rippen (2) wenigstens viermal so breit wie die Wandstärke (s) sind.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Außendurchmesser (d) zur Wandstärke (s) im Bereich von 80 bis 160 liegt.

3. Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) der Rippen (2) fünf- bis zehnmal so groß wie die Wandstärke (s) ist.

4. Rohr nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) der Rippen (2) sechs- bis zwölfmal so groß wie die Wandstärke (s) ist.

5. Rohr, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß pro Meter Länge drei bis acht Rippen (2) vorgesehen sind.

6. Rohr nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (a) zwischen zwei in Richtung der Längsachse

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(3) benachbarten Rippen (2) derart vorgegeben sind, daß wenigstens ein Äbzweigrohr (12) seitlicht, insbesondere mittels eines Sattelstücks (5) , anschließbar ist.

7. Rohr nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (a) der Rippen (2) verschieden groß sind.

8. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (2) bzw. Wulste (11) symmetrisch zu einer Radialebene ausgebildet sind.

9= Rohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wulste (11) einen ringförmigen, drexeckformigen oder ovalen Querschnitt aufweisen,wobei im Inneren ein Hohlraum (15) vorhanden ist =

10. Rohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (2) einen T-förmigen Querschnitt aufweisen.

11. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wulste (11) unsymmetrisch zu einer Radialebene ausgebildet sind und einen drexeckformigen oder L-förmigen Querschnitt aufweisen.

12. Rohr nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Rohrende benachbarten Rippen (2) zu diesem einen derartigen Abstand aufweisen, daß das dort vorhandene Rohrstück eine Muffe (6) bzw. ein Spitzende (7) aufweist.

13. Rohr nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (a) zwischen den Rippen (2) derart vor-

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gegeben sind, daß nach einem Trennschnitt zwischen zwei benachbarten Rippen (2) aus den jeweils verbleibenden Rohrstücken eine Muffe (6) bzw. ein Spitsende (7) herstellbar ist*

14. Rohr nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gelcennzeichnetff daß die Rippen (2) bzw. Wulste (11) radial außen abgeflacht sind.

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