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Verfahren zum Auskleiden der Innenwände von erdverlegten Rohrleitungen und
Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
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B.einen Teil einer Kanalrohrleitung, die neu auszufiittern ist ; Fig. 2 einen Längsschnitt der Rohrleitung während der Räumarbeit ; Fig. 3 eine Räumvorrichtung in schaubildlicher Darstellung und teilweisem
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und Fig. 6 in schaubildlicher Darstellung und vergrössertem Massstab Teile der in Fig. 4 dargestellten Räumvorrichtung ; Fig. 7 zeigt in schaubildlicher Darstellung und teilweisem Schnitt eine Vibriervorrichtung zum Einbringen der Auskleidung ; Fig. 8 einen Längsschnitt der Kanalrohrleitung mit der eingesetzten Vibriervorrichtung ; Fig. 9 in schaubildlicher Darstellung und teilweisem Schnitt eine elektrisch heizbare Bohrvorrichtung ;
Fig. 10 ein Schaltdiagramm des Steuerstromkreises für die Bohrvorrichtung ; Fig. 11 die Bohrvorrichtung bei der Arbeit ; Fig. 12 in schaubildlicher Darstellung und teilweisem Schnitt eine aufblasbare Verschlussvorrichtung und Fig. 13 diese Verschlussvorrichtung in Verwendung. In Fig. 14 ist ein Längsschnitt der Rohrleitung nach dem Ausfüttern und vor dem Einbringen des Mörtels und in Fig. 15 ein Längsschnitt der fertigen ausgekleideten Rohrleitung dargestellt.
Der Zweck des Ausfüttems einer verlegten Kanalrohrleitung ist die Wiederherstellung ihrer baulichen Festigkeit und/oder die Verbesserung ihrer Ableitungskapazität durch Einsetzen einer von Krusten, Ablagerungen, Verstopfungen und Einsickerungen freien Auskleidung. Vor dem Ausfüttern der Leitung ist es notwendig, folgende vorbereitende Arbeiten durchzuführen :
1. muss die Kanalleitung mttels einer Kamera überprüft werden, um das Ausmass der störenden Veränderungen, die Abweichungen von der Richtung und Steigung und die
Anwesenheit von Verstopfungen, Krusten und Rissen festzustellen ;
2. müssen die Verstopfungen und Krusten entfernt und der angesammelte Schutt aus der
Kanalleitung vollkommen entfernt werden ;
3. muss die Lage aller aktiven Zuleitungen festgestellt werden ;
4. müssen zu jeder privaten Zuleitung Schächte neben der Fahrbahn und
5. muss in einem entsprechenden Abstand von etwa 90 m von einem bestehenden
Einstiegschacht ein Zugangsschacht ausgehoben werden.
Fig. l zeigt eine auszufütternde Kanalrohrleitung--10--unterhalb einer Strasse, die mit einer
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allgemeinen mit einem Entlüftungsrohr--14--versehen ist. In Abständen sind entlang der Strasse Einstiegsschächte --15-- vorgesehen, die den Zutritt zur Kanalleitung --10-- ermöglichen.
In einer Entfernung von etwa 90 m vom Einstiegsschacht ist ein Zugangsschacht--16--und bei jeder Zuleitung--13--neben der Strassendecke ein nicht dargestellter Zugangsschacht ausgegraben.
Bevor die Hauptkanalleitung ausgefüttert werden kann, muss diese zur Entfernung der Verstopfung und Ablagerungen ausgeräumt werden. Nach einem langen Zeitabschnitt kann die Innenwand der Leitung überkrustet werden ; diese Verkrustung, zusammen mit den Ablagerungen der privaten Zuleitungen bilden in der Rohrleitung --10-- Verstopfungen, die, wie bei--18--in Fig. 2 dargestellt ist, den Querschnitt der Leitung spürbar verkleinern und die Abflussleitung wesentlich herabsetzen. Die Räumarbeit wird mittels einer Räumvorrichtung--19--durchgeführt, welche durch die Leitung--10--mit einem Schlappseil--20--gezogen wird.
Wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, weist die Räumvorrichtung zum Abräumen bzw. Abkratzen der Innenwand der Rohrleitung ein zylindrisches Gehäuse --21-- und einen Räumkopf --22-- auf.
In dem Gehäuse --21-- ist ein Druckluftmotor --23-- eingebaut, dessen Triebwelle--24--sich koaxial im Gehäuse und zum vorderen Kopfende des Gehäuses hin erstreckt. Die Druckluft für den Antrieb des Motors wird von einem Luftkompressor--25--durch einen Schlauch--26--geliefert, der durch das hintere Ende des Gehäuses--21--geführt und mit dem Motor--23--verbunden ist (Fig. 2).
Der Räumkopf--22--ist ein hohler Körper, der aus einer kreisförmigen, an einer in den Kopf ragenden Hülse--28--angeschweissten Platte--27--und einem Mantel gebildet ist, der aus einem konischen Teil --29-- und einem am Rand der Platte --27-- angeschweissten zylindrischen Teil--30--besteht. Am vorderen Ende des konischen Teiles ist ein drehbarer Kupplungsring --31-- zur Hülse-28-koaxial angeordnet. Der Räumkopf ist durch die Welle-24-
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ist.
Auf dem Mantel des Räumkopfes --22-- sind in Abständen voneinander zwölf Stahlbänder --33-- angeordnet, auf deren Arbeitsflächen Karbidteilchen mittels Silberlot aufgelötet sind. Der Räumkopf ist in bezug auf den Kupplungsring --31-- frei drehbar, der zum Anschliessen eines
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Schleppseiles --20-- vorgesehen ist (Fig. 2).
Aussen am Gehäuse --21-- sind im Abstand voneinander mehrere in axialer Richtung frei bewegbare, endlose Raupenketten --37-- vorgesehen. Jede Raupenkette läuft über zwei frei drehbare Kettenräder --36--, die in den radial vorragenden Schenkeln --35-- von am Gehäuse befestigten Winkeleisen --34-- gelagert sind. Die Kettenräder sind mit Wellenzapfen --38-- versehen, die in Bohrungen --39-- an der inneren Seite von zwei längsverlaufenden Führungsplatten --40-- lagern. Diese Führungsplatten werden durch eine Abstandsplatte-41-im Abstand voneinander gehalten, mit der sie mittels Schrauben --42-- verschraubt sind.
Nahe den Enden der Führungsplatten --40-- ist an deren Aussenseiten je ein vorragender Bolzen--43--vorgesehen, der mit einem in bezug auf das Gehäuse radial verlaufenden Schlitz --44-- in den radial verlaufenden Schenkeln der Winkeleisen --34-- im Eingriff steht. Die Kettenräder werden, wie die Fig. 3 und 4 zeigen, mittels
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Kettengliedern angeordnet sind. An den äusseren Oberflächen der aus Stahl bestehenden Reibplatten sind Karbidteilchen mit Silberlot aufgelötet. Die Kette läuft um die Kettenräder --36--, die frei drehbar sind, um eine relative Bewegung zwischen der Kettenraupe und dem Gehäuse zu ermöglichen.
Jede Abstandsplatte--41-ist mit mehreren, im Abstand voneinander angeordneten Ausschnitten --49-- versehen. In den Ausschnitten sind mit der Kette --47-- im Eingriff stehende, federnde Druckplatten --50-- untergebracht, die durch Druckfedern-51-abgestützt die Raupenketten --47-- radial auswärts drücken und diese in Reibungsstellung mit der inneren Wand der Rohrleitung --10-- halten. Bei Anordnung einer Anzahl von Druckplatten-50-für jede Raupenkette werden verschiedene Teile der Kette unabhängig voneinander mit der Innenwand der Kanalleitung in Eingriff gebracht, daher kann die Raupenkette den Unebenheiten der Kanalinnenwand besser folgen.
Zur Inbetriebsetzung der Räumvorrichtung wird der Motor --23-- über den Schlauch--26-mit Druckluft versorgt und die Vorrichtung mittels des Zugkabels-20-durch die Rohrleitung gezogen. Der Räumkopf--22--rotiert vom Motor angetrieben, so dass die Arbeits- oder Schneidflächen der Stahlbänder --33-- die Innenwand der Rohrleitung--10--ausreiben und deren Ablagerungen und Verstopfungen beseitigen.
Ein Rotieren des Gehäuses--21--, welches den Motor-23-trägt, wird durch die Raupenketten-37--, welche mit der Innenwand der Leitung im Reibungseingriff stehen, verhindert, da die Raupenketten mit der Innenwand der Kanalleitung eine grosse Kontaktfläche durch den Druck der federnden Druckplatten besitzen, die ermöglichen, dass die Raupenketten den Unebenheiten der Leitungsinnenwand folgen können.
Nach dem Räumen der Kanalleitung --10-- wird in diese eine flexible rohrförmige Auskleidung aus hartem thermoplastischem Material, z. B. Polyäthylen hoher Dichte, eingesetzt. Die Auskleidung besitzt einen Aussendurchmesser, der etwas kleiner ist, als der Innendurchmesser der geräumten Leitung.
Es können vor dem Einsetzen zwei bis vier dieser Auskleidungsrohre zusammengeschweisst werden, je nach dem Platz, der an der Einsatzstelle zur Verfügung steht. Wie Fig. 8 zeigt, wird das Auskleidungsrohr --52-- durch den Einstiegsschacht --16-- eingeführt, wobei das vordere Ende des Auskleidungsrohres an einer Zugvorrichtung --53-- befestigt ist. Die Zugvorrichtung-53wird durch die Kanalleitung mittels eines Zugseiles --54-- gezogen, welches über eine Rolle-55durch den Einstiegsschacht --15-- zu einer Winde-56-geführt ist.
Die Zugvorrichtung --53-- in Fig. 7 weist einen Stahlzylinder-57-auf, der mit vier axial verlaufenden Rippen --58-- versehen ist, an denen das Auskleidungsrohr --52-- mittels Schraubenbolzen --59-- befestigt ist. Zum Abschluss der vorderen Stirnseite des Zylinders ist an den Rippen --58-- eine etwa kegelstumpfförmige Haube-60-angeschweisst. Vor der Haube ist eine in einer Gabel gelagerte Rolle --61-- angeordnet, wobei die Gabel in einem in der Haube vorgesehenen Lager --62-- frei drehbar gelagert ist.
In dem Zylinder --57-- ist ein
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ist zwischen zwei Scheiben-66, 67-befestigt und mit einer Unwucht --51-- gekuppelt, der die Vorrichtung, sobald der Motor angetrieben wird, in bekannter Weise quer zu ihrer Achse in Schwingungen versetzt. Durch das Schwingen des vorderen Endes des durch die Rohrleitung gezogenen Auskleidungsrohres ist es möglich, Widerstände zu überwinden, die sonst nur durch Anwendung von besonders grossen Zugkräften zu überwinden wären ; diese Kräfte können so gross sein, dass die Auskleidung und die bestehende Kanalleitung beschädigt werden.
Wenn die Auskleidung eingesetzt ist, müssen in dieser öffnungen gebildet werden, um die
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seitlichen Zuleitungen --13-- der privaten Kanäle an die Rohrleitung --10-- wieder anschliessen zu können (Fig. l). Dazu wird eine Bohrvorrichtung in die seitliche Zuleitung eingeführt und mit der äusseren Oberfläche des Auskleidungsrohres in Eingriff gebracht. Im Prinzip kann das Bohrwerkzeug ein rotierendes Schneidwerkzeug in der Art eines Bohrmeisels sein, doch sind solche Werkzeuge bei gekrümmten Zuleitungen nicht geeignet.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Bohrvorrichtung ist in den Fig. 9 und 11 und ihr Steuersystem schematisch in Fig. 10 dargestellt. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem wämeleitfähigen Werkstoff, der an seinem unteren Ende zur Bildung eines kantigen Randes-69abgeschrägt ist. In dem Körper-68-sind mehrere Sackbohrungen --70-- vorgesehen, die sich vom oberen Körperrand parallel zur Körperachse erstrecken und in welchen Widerstandsheizelemente - eingesetzt sind. In einer Sackbohrung des Körpers ist eine Temperaturempfindliche Vorrichtung--72-, z. B. Thermistor, angeordnet. Der Körper-68-wird von mehreren Armen - -73- aus rostfreiem Stahl getragen, deren oberen Enden mit einer zylindrischen, an einer flexiblen Stange --75-- befestigten Muffe --74-- verbunden sind.
Die elektrischen Leitungen zu den Heizelementen --70-- und dem Thermistor -72-- liegen in den rohrförmigen Armen--73-- und sind durch eine Öffnung --77-- herausgeführt (Fig.7). Es kann aber auch die Stange-75- als Rohr ausgebildet und die elektrischen Leitungen in den Armen und der Stange untergebracht sein.
Die Heizelemente --71-- werden über einen Steuerkreis --79-- von einem
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--78-- gespeist.angezeigten Temperatur durch den Steuerkreis --79-- abgeschaltet. Die Temperatur ist so hoch, dass die Vorrichtung leicht eine Öffnung in die Auskleidung schmelzen kann, aber sie ist weit unterhalb des Flammpunktes des Materials und unterhalb der Temperatur, bei welcher sich durch den Schmelzvorgang Zersetzungsprodukte bilden könnten. Fig.11 zeigt schematisch die Vorrichtung in Anwendung.
Beim nächsten Schritt des Verfahrens zur Neuauskleidung von Kanalleitungen wird Mörtel zwischen der Innenwand der Kanalleitung und der Aussenwand des Auskleidungsrohres injiziert, u. zw. wie Fig. 14 zeigt, vom Einstiegschacht-15--aus. Bevor der Mörtel eingespritzt wird, ist es notwendig, die gebildeten Öffnungen in der Plastikauskleidung zu verschliessen, wofür eine aufblasbare Verschlussvorrichtung-81-verwendet wird.
Diese Vorrichtung weist gemäss den Fig. 12 und 13 ein etwa 1, 5 cm starkes Stahlkabel-82-- auf, dessen Enden mit zwei kreisförmigen Platten-83, 84-verbunden sind. Die Platten sind mit in axialer Richtung umgebogenen Rändern --85,86-- versehen, auf welchen die Enden einer die Platten verbindenden zylindrischen Gummihülse --87-- mittels rostfreien Stahlbandagen-88, 89-befestigt sind. Das vordere Ende der Vorrichtung ist aus mehreren um ein zentrales Rohr-91-verteilten Führungsarmen-90--gebildet, die mit ihren einen Enden am Rohr --91-- und mit ihren andern Enden an der Platte-84-angeschweisst sind.
An der hinteren Platte --83-- ist eine
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Gewinde versehenen Endes einer Tragstange --93-- aufweist. Die platte --83-- ist auch mit einer Öffnung --94-- versehen, in der eine Muffe --95-- für den Anschluss einer Druckluftleitung - 96-eingebaut ist.
Der normale äussere Durchmesser der Gummihülse der Vorrichtung --81-- ist natürlich kleiner als der Durchmesser der zu verschliessenden. Öffnung. Bei der gebrauchsfertigen Vorrichtung ist die Stange---93-mit der Kupplungsmuffe --92-- und der die Druckluft zuführende Schlauch - 96-mit der Muffe--95--verbunden. Die Vorrichtung wird mit Hilfe der Stange --93-- vom Einstiegsschacht des privaten Kanals durch die seitliche Zuleitung abgesenkt bis sich die Gummihülse der Vorrichtung in der ausgeschnittenen Öffnung des Auskleidungsrohres befindet. Sobald Druckluft durch die Druckluftleitung --96-- eingeblasen wird, legt sich die sich ausdehnende Gummihülse --87-- an den Rand der Öffnung an und verschliesst die Öffnung.
In gleicher Weise werden alle Öffnungen in dem Auskleidungsrohr zugestopft. Fig. 13 zeigt die in eine Öffnung der Kanalleitung eingeführte Vorrichtung. Wenn die Vorrichtungen sich in der Verschlussstellung befinden, wird der Mörtel eingespritzt ; nach dem Abbinden des Mörtels werden die Vorrichtungen entlüftet und aus den Öffnungen gezogen.
Das Einspritzen des Mörtels wird an Hand der Fig. 14 erläutert. Aus Deutlichkeitsgründen sind die seitlichen Öffnungen im Auskleidungsrohr --52-- sowie die die Öffnungen verschliessenden
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Vorrichtungen nicht dargestellt.
Die Enden der Kanalleitung --10-- an den Einstiegschächten --15, 16-- sind durch Packungen-97, 98-verschlossen. Zwei einzöllige Entlüftungsrohre --99,100-- sind durch die Packung --98-- am Bodenende des Einstiegsschachtes --16-- geführt und ragen in den ringförmigen Zwischenraum --101-- zwischen dem Auskleidungsrohr --52-- und der Kanalleitung
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einzölliges Entlüftungsrohr-104-erstreckt sich vom oberen Ende des Einstiegschachtes --15-- bis zum ringförmigen Zwischenraum --101-- und ein einzölliges Rohr --105-- für die Zulieferung des Mörtels verbindet den Zwischenraum --101-- mit einer Pumpe-106--,
die den in einer Mischmaschine-107-gemischten Mörtel fördert. Die aus einem Sack Zement und etwa 22 l Wasser hergestellte Mörtelmischung wird durch das Zuleitungsrohr-105-in den ringförmigen
Zwischenraum--101--gepumpt.
Beim Einstiegsschacht-16-wird das offene Ventil --102-- überwacht und dieses geschlossen, sobald ein Mörtelfluss austritt und fortlaufend weiter gepumpt bis aus dem im Terrainniveau gelegenen Enden der beiden Entlüftungsrohre --99, 104-- Mörtel austritt. Der normale Pumpdruck für die Mörtelförderung ist in der Grössenordnung 0, 15 kg/cm2 ; ein Druck von etwa 0, 4 kg/cm2 kann als Maximum angesehen werden. Nach der Mörteleinspritzung werden die Entlüftungsrohre und die Verschlussvorrichtungen in ihren Stellungen belassen, bis der Mörtel abgebunden ist. Die Zeit zum Abbinden hängt von den Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen ab und beträgt durchschnittlich etwa acht Stunden.
Fig. 15 zeigt einen Teil der sanierten Kanalleitung nach der Entfernung der Verschlussvorrichtungen --81--. Die neu ausgekleidete Kanalleitung-10--, welche den Hauptstrang bildet, weist Öffnungen --109-- für die Einmündung der seitlichen Zweigleitungen --13-- von privaten Kanälen, eine flexible rohrförmige Auskleidung --52-- aus hartem plastischem Werkstoff und eine Mörtelschicht --110-- zwischen der Innenwand der Kanalleitung und der Aussenwand der Auskleidung auf, wobei das Auskleidungsrohr und die Mörtelschicht Öffnungen - -108-- aufweisen, die sich mit den Öffnungen --109-- decken.
Wenn eine Kanalleitung auf diese Weise neu ausgekleidet ist, so ist der Innendurchmesser der Kanalleitung etwas kleiner als der ursprüngliche Innendurchmesser, doch sind durch die Beschaffenheit der Innenwand der Auskleidung die Ableitungseigenschaften der Kanalleitung wesentlich verbessert.
Obgleich die Erfindung insbesondere in bezug auf die Auskleidung einer Kanalleitung beschrieben wurde, ist es klar, dass sie auch bei andern Leitungen anwendbar ist, deren Innenwände durch die stetige Benutzung angegriffen werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Auskleidung der Innenwände von erdverlegten Rohrleitungen, insbesondere Kanalrohrleitungen, durch Einziehen einer flexiblen, rohrförmigen Auskleidug aus Kunststoff in die Leitungen, aus welchen vor dem Einziehen der Auskleidung Verstopfungen und Ablagerungen an der Leitungsinnenwand zur Erzielung einer im wesentlichen glatten Innenwand entfernt werden,
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der Innendurchmesser der Rohrleitung aufweisenden Auskleidung beim Einziehen in die Rohrleitung in Schwingungen versetzt wird.