Projekt Sickerbox

Vom Regen in den Container

Spritzgießen von PP für Umweltanwendung
Spritzgießform für die Sickerbox: Detailansicht der festen Formseite. Im Bild sind die Kerne für die Stützträger zur Verteilung der Drucklast zu sehen.
Das Know-how aus mehr als diversen Formenprojekten für Getränkekisten und Euro-Boxen war die Grundlage für ein Kistenprojekt der besonderen Art – die Spritzgießformen für Versickerungsanlagen oder Regenwasserspeicher.


Von der Getränkekiste zum Kunststoffcontainer für das Versickern von Regenwasser ist es nicht weit, schließlich geht es in beiden Fällen um Flüssigkeiten – könnte man scherzhaft die Verbindung herstellen. Bei näherer Betrachtung ergeben sich nämlich erhebliche Unterschiede, nicht nur aufgrund des speziellen Einsatzorts, nämlich vergraben im Erdreich. Darüber hinaus bietet das als Kooperationsprojekt zwischen Haidlmair und Fränkische Rohrwerke realisierte Produkt einige interessante Anforderungen.

Die zunehmende Bodenversiegelung durch den Städte- und Straßenbau verhindert die gleichmäßige Rückführung der Niederschlagsmengen in den Wasserkreislauf. In den Siedlungsgebieten wird heute das Regenwasser üblicherweise nicht direkt in den Boden rückgeführt, sondern in die Abwasserkanalsysteme geleitet und über weite Strecken entsorgt. Damit fehlt das Regenwasser lokal im natürlichen Wasserhaushalt, was zum Absinken des Grundwasserspiegels führt. Um dem entgegenzuwirken, werden in vielen Ländern die Regelungen für die Wasserbewirtschaftung überdacht. Regenwasser soll, wo möglich, wieder lokal in den Wasserkreislauf rückgeführt werden. Dies kann über Versickerungseinrichtungen erfolgen, und zwar überall dort, wo keine Speicherung zur Nutzung möglich oder sinnvoll ist. Dabei werden die Niederschlagsmengen über ein Rohrsystem gesammelt und in speziellen unterirdischen Pufferkammern zwischengespeichert. Die Pufferspeicher sind so ausgeführt, dass sie das Wasser kontinuierlich abgeben. So kann es in den Untergrund versickern und in den Grundwasserstrom eingeleitet werden.
Fränkische Rohrwerke ist ein seit über hundert Jahren bestehendes, familiengeführtes Unternehmen mit der Firmenzentrale im bayrischen Königsberg, das seit vielen Jahren Entwässerungssysteme produziert. Zentrale Komponenten sind die hier entwickelten „Endlos-Wellrohre“. Mit einer zusätzlichen Innenschicht versehen, werden diese entweder als stabile Kanalrohre oder in der perforierten Variante als Sickerrohre eingesetzt. Da bei Wellrohren – verlegt in einem Kiesbett – nur etwa 35 Prozent des Aushubvolumens zur Zwischenspeicherung von Wasser zur Verfügung steht, setzt dies der Aufnahme großer Regenmengen natürliche Grenzen. Um die Effizienz zu steigern, war ein alternatives Konzept gefragt.

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Effizienzsteigerung durch Spezialcontainer

Diese Alternative bietet eine Sickerbox – ein 800 x 800 x 660 Millimeter großer Container, der einzeln, meist aber modular in größeren Einheiten, inklusive einer Fliesummantelung als Wasserspeicher eingesetzt wird. Die grundsätzlichen Anforderungen an die Konstruktion der Regenwasserbox war das größtmögliche Wasservolumen, bezogen auf die Außenabmessungen und gleichzeitig eine definierte statische Langzeitfestigkeit, um dem erwarteten Erddruck standzuhalten. Hier waren die Produktentwickler gefordert. In enger Zusammenarbeit zwischen dem Kunststofflieferanten, einem wissenschaftlichen Forschungsinstitut und der Haidlmair Formenkonstruktion wurden die Zielvorgaben nach eigenen Angaben erreicht: Ein nutzbares Füllvolumen von 95 Prozent des Behältervolumens und eine statische Festigkeit, die eine hohe Erdüberdeckung und ein Befahren mit Schwerlastfahrzeugen ermöglicht. Eine Zusatzforderung war die Zugänglichkeit für Inspektions- und Wartungsarbeiten mit Kanalkamerawagen bzw. Spülköpfen.

Aus dem Anforderungsprofil ergab sich ein Container mit einer komplexen Gitterstruktur für die Seitenwände und einem integrierten Tragwerk aus Abstützsäulen. Dieses dient zur Verteilung der statischen Last an die Grundfläche oder die nächste Box. In Summe ergab sich eine Formteilgeometrie, bei der das Füllverhalten des Kunststoffes (PP) und die erforderliche Schließkraft nur schwer vorauszusagen war. Um diese Informationen zu erhalten wurde der Werkzeugkonstruktion eine Moldflow-Analyse in Kombination mit einer Wandstärkeoptimierung nach der Finite Elemente-Methode zu Grunde gelegt. Am Ende des Weges stand ein Angusssystem mit 18 Heißkanal-Anspritzpunkten, ein optimiertes Tragwerk mit ausreichender Festigkeit und minimalem Materialvolumen und eine Schließkraft von lediglich mit 15000 kN.

Erfahrungen genutzt

Um die entsprechende Spritzgießform zu realisieren, konnte auf Erfahrungen mit Containerformen zurückgriffen werden. Das bewährte Einformprinzip mit allseitigen Außenschiebern zur Entformung des Gitternetzwerks und der Abstreifplatte von der festen Formseite wurde übernommen. Auch wenn bewährte Prinzipien genutzt wurden, machte das spezielle Design der „Sonderkiste“ die Aufgabe zu einer Herausforderung abseits der täglichen Werkzeugbauroutine: Wer hätte gedacht, dass Gitterboxen nicht nur für Brot oder Gemüse, sondern auch für die „Zwischenlagerung“ von Regenwasser von entscheidender Bedeutung sein können?

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