Wasser marsch - ohne Frost und ohne Rost

Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung der TU Chemnitz verhindert mit Hybridkuppelmuffen, dass die Armaturen von Wasser- und Gasleitungen einfrieren

Katharina Thehos, Pressestelle Technische Universität Chemnitz

Flie√üendes Wasser in jedem Haushalt ist deutschlandweit selbstverst√§ndlich - dazu liegen zahlreiche Kilometer Rohre unter der Erdoberfl√§che. Gesteuert wird der Wasserfluss durch Absperr- und Regelarmaturen, die mit dem Bedienelement Einbaugarnitur bet√§tigt werden. An Hydranten kann dar√ľber mehr Wasser angefordert werden, beispielsweise wenn die Feuerwehr L√∂schwasser ben√∂tigt. "Aus Kostengr√ľnden wird die Rohr√ľberdeckung beim Verlegen der Leitungen immer weiter reduziert. Dadurch kann K√§lte von der Erdoberfl√§che √ľber das Gest√§nge der Einbaugarnitur bis zur Armatur geleitet werden und dort zum Einfrieren der Armaturenspindel f√ľhren", berichtet Prof. Dr. Lothar Kroll, Leiter der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung der TU Chemnitz. Folge ist zum einen, dass das Wasser nicht mehr reguliert werden kann, zum anderen kann die Armatur zerst√∂rt werden.
Forscher der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung und der Sch√∂nborner Armaturen GmbH haben ein hybrides Bauteil der Einbaugarnituren, die Kuppelmuffe, weiterentwickelt. Kuppelmuffen verbinden das Gest√§nge der Einbaugarnitur mit der Spindel der Absperrarmatur. Stand der Technik bei Wasser- sowie Gasleitungen sind bisher Kuppelmuffen aus metallischen Werkstoffen. Hier gibt es keine Isolation zwischen der Stra√üenoberfl√§che und der Armatur, sodass nicht nur die K√§lte ohne Hindernis geleitet wird, sondern auch Strom. Der Kontakt mit einer gerissenen Oberleitung oder einem defekten Baustellenkabel kann dadurch erhebliche Sch√§den verursachen. Verwendet werden in der Regel wenig hochwertige Materialien, der Einsatz von Edelstahl beschr√§nkt sich auf teure Spezialanfertigungen. Anspruch bei der Optimierung des Bauteils war, dass nicht nur K√§lte- und Stromfluss verhindert, sondern auch hohe Anspr√ľche an Festigkeit und Rostbest√§ndigkeit erf√ľllt werden - au√üerdem musste das Produkt bei Serienfertigung einen marktf√§higen Preis erlauben.
Forschungsergebnis ist eine Hybridkuppelmuffe aus Zink und Kunststoff. "Durch die Verwendung von Kunststoff ist zum einen die Isolation gesichert, zum anderen werden Gewicht und Material verringert sowie die Produktionskosten gesenkt. Das Metall verleiht der Konstruktion die n√∂tige Festigkeit", fasst Dr. Wolfgang Nendel, Leiter der Fachgruppe Leichtbautechnologien und Maschinenkonstruktion, zusammen. F√ľr die mediale Belastung im Erdreich gibt es keinen genormten Test f√ľr ein solches Bauteil - die Chemnitzer Wissenschaftler verwendeten einen Salzspr√ľhtest, der in der Automobilindustrie zum Einsatz kommt. "Das ist der h√§rteste Test und er zeigt oft schon nach 100 Stunden erste Ergebnisse: Die alten Bauteile sind extrem gerostet, die neuen Hybridbauteile sind korrosionsbest√§ndig und nach dem Test noch genauso leistungsf√§hig wie vorher", fasst Professurmitarbeiter J√∂rg Kaufmann zusammen. Um weitere Ergebnisse zu erlangen, wird der Salzspr√ľhtest auch noch √ľber eine Dauer von 1.000 Stunden durchgef√ľhrt.
"Bei der internationalen Messe Wasser Berlin 2009 hat unser Projektpartner die Hybridkuppelmuffe vorgestellt und gleich zwei Kunden f√ľr dieses Produkt gefunden", sagt Kaufmann. Das Unternehmen hat insgesamt drei Patente und Gebrauchsmuster f√ľr die Erfindung mit den Forschern der TU Chemnitz angemeldet. Das Projekt wurde von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) f√ľr eine Laufzeit von zwei Jahren mit rund 300.000 Euro gef√∂rdert.
Weitere Informationen erteilt Jörg Kaufmann, Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung, Telefon 0371 531-36473, E-Mail joerg.kaufmann@mb.tu-chemnitz.de.



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