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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum endlosen Einbringen eines Umstülpschlauchs in eine Rohrleitung zum Zwecke der Sanierung, wobei sich der zuvor innenbeharzte Schlauch durch seinen an der Vorrichtung befestigten Anfang hindurch unter Vortriebsdruck in der Rohrleitung im Weiteren fortschreitend wendet und mindestens eine druckdichte Schleuse das Vortriebsmedium entgegen der Vortriebsrichtung absperrt.
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Ein Umstülpschlauch für die Sanierung einer Rohrleitung, wie insbesondere einer Abwasserrohrleitung, ist sehr flexibel und üblicherweise zweischichtig aufgebaut. Eine dicke, vor dem Umstülpvorgang innere Filzschicht wird kurz vor dem Einbringen in die Rohrleitung mit einem wärme- und oder lichtaushärtenden Kunstharz, meist ein Zweikomponenten-Epoxidharz, getränkt. Eine glatte, reißfeste Kunststofffolie aus zum Beispiel Polypropylen oder Polyethylen, bildet die Deckschicht. In der Rohrleitung gelangt dann infolge des Umstülpvorgangs die kunstharzgetränkte Filzschicht unter Fluiddruck zur satten Anlage an die Rohrinnenwand und verklebt sich im Aushärtungsvorgang dauerhaft fest mit ihr. Der in die Rohrleitung eingebrachte Schlauch verhindert auf Jahrzehnte, dass Abwasser in das Grundwasser gelangt, wobei die abwasserseitige glatte Kunststofffolie zusätzlich den Fließwiderstand des Abwassers verringert.
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Stand der Technik
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Aus der
GB 1 025 011 A ist eine Anordnung und ein Verfahren zur Innensanierung einer Rohrleitung im Umstülpverfahren bekannt, wobei eine endliche Menge an Schlauchmaterial zusammen mit einer Rückholleine in einem Trommelbehälter aufgerollt wird, das freie Ende an einem Umkehrstutzen des Trommelbehälters umgestülpt festgelegt wird und unter Luftdruck in den Trommelbehälter sich fortschreitend umstülpender Schlauch in die Rohrleitung eingebracht wird. Im Umkehrstutzen sind zwei Führungsrollen angeordnet.
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Gemäß der
GB 1 044 645 A wird eine Sanierung einer Abwasserleitung vorgenommen, indem von einer Schlauchhaspel abgehaspelter Umstülpschlauch mittels eines mit Luftdruck beaufschlagten Umstülpkopfes in ein Abwasserrohr gestülpt wird, wobei der Schlauch zunächst eine Druckschleuse am Eingang des Umstülpkopfes passieren muss. Die Druckschleuse selbst besteht aus einem Tor, dessen Öffnung zwei quer zum Umstülpschlauch im Umstülpkopf gelagerten Walzen abdichten, zwischen denen der noch flache, nicht umgestülpte Umstülpschlauch hindurch läuft. Eine der Walzen wird durch Druckfedern, die auf die Walzenachse wirken, gegen die andere Walze gepresst. Zusätzlich sitzen hinter den beiden Walzen Dichtlippen.
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In der
DD 99 643 A ist ein Verfahren zum Einbringen von Schläuchen in bereits verlegte Förderrohre mittels eines Druckgehäuses beschrieben, an dessen Ausgangsflansch das umgestülpte Ende des Schlauchs befestigt wird. Die Eingangsöffnung des Druckgehäuses besitzt nicht näher ausgeführte Dichtmittel. Eine Zugvorrichtung aus motorisch oder manuell antreibbaren Walzen, die durch Federdruck aufeinander gepresst werden, zieht den Schlauch fortlaufend in das Druckgehäuse. Wasserdruck im Druckgehäuse sorgt für den Vortrieb des Schlauchs durch eine von der Eingangsöffnung abgewandte Ausgangsöffnung in das Rohr.
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Gemäß der
DE 31 32 789 A1 besteht in einer Ausführung eine Druckschleuse einer Druckkammer aus zwei gegeneinander vorgespannte, drehangetriebene Walzen, deren Mantel radiale Noppen aus einem elastischen Material tragen, zwischen denen der zusammengefaltete Umstülpschlauch durch den Drehantrieb der Walzen gezogen wird. Anstelle von Gumminoppen können gegen Schraubenfedern arbeitende Stifte in die Walzen eingesetzt sein.
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Die
DE 10 2004 043 383 B4 beschreibt eine fluiddruckbeaufschlagte Inversionsschleuse einer Schleusenkammer, welche zwei gummiblattartige Dichtlippen aufweist, die eine flächige Abdichtung für den Durchlauf eines Umstülpschlauchs ausbilden. Der Schlauch durchläuft eine Schleusenkammer, einen Inversionskopf und einen Stutzen, an dem der umgeschlagene Anfang des Schlauchs befestigt wird. Alternativ kann ein Eingangs-Führungskopf, eine zweite Schleusenkammer, eine mechanische Vorschubkammer mit Rollenantrieb, ein Anschlussstutzen und ein Führungsrohr angeschlossen werden.
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Gemäß der
DE 29 52 625 C2 erfolgt eine ringförmige Abdichtung eines Umstülpschlauchs am Eingang einer Druckkammer mit einem druckbeaufschlagten flexiblen Rohr, durch welches der Schlauch läuft.
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In der
US 2013 001 4847 A1 übernimmt ein Kolben-Zylindersystem die Abdichtung am Eingang eines Druckbehälters für eine Umstülpsanierung eines Rohrs.
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Darlegung des Wesens der Erfindung
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Zu lösendes technisches Problem
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum endlosen Einbringen eines Umstülpschlauchs in eine Rohrleitung zu schaffen, welche sehr klein, besonders leicht und bequem zu transportieren ist, eine Endlossanierung einer Rohrleitung erlaubt und eine sehr gute Steuerung oder Regelung des Vortriebsdrucks und der Vortriebsgeschwindigkeit auch über sehr große Sanierlängen erlaubt. In der Zeit des Aushärtens soll die Vorrichtung benutzt werden können, um den statischen Druck in dem Schlauch zu halten. Außerdem soll die Vorrichtung befähigt sein, einen Endknoten, eine Kamera, eine Beleuchtung usw. ohne Umrüstung und größere Druckverluste passieren zu lassen.
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Offenbarung der technischen Lösung
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen geben die begleitenden Ansprüche an.
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Vorteile der Erfindung
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Die Vorrichtung erfüllt erfindungsgemäß einerseits die Aufgabe einer Zugvorrichtung für den Umstülpschlauch und andererseits die Aufgabe einer Absperrvorrichtung gegen den Haltedruck im Aushärtungszeitraum. Aufgrund der wenigen Bauteile ist sie außergewöhnlich leicht, preiswert und zuverlässig. Das Durchschleusen eines Endknotens, einer Schlauchkupplung oder einer Kamera durch die Vorrichtung bereitet aufgrund der großen Blähfähigkeit der Walzen keinerlei Probleme. Sie erlaubt eine Endlossanierung bei sehr guter Steuerung oder Regelung des Vortriebs des Umstülpschlauchs.
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Ausführungsbeispiel
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Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Hierzu zeigen:
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1 eine prinzipielle Darstellung im Längsschnitt,
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2 eine prinzipielle Darstellung im Querschnitt und
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3–5 Arbeitsphasen einer vereinfachten Vorrichtung.
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Gemäß
1 durchläuft ein vorbeharzter, flachliegender Umstülpschlauch
1, beispielsweise für die Sanierung einer Rohrleitung mit der Nennweite 200 mm, von einem nicht dargestellten endlosen Reservoir kommend, wobei seine Folienseite außen liegt, eine erste Schleuse
2 nach dem Stand der Technik. Der Umstülpschlauch
1 ist fluiddicht. Die Schleuse
2 kann beispielsweise nach Art einer Schleuse gemäß
DE 10 2004 043383 B4 ausgebildet sein und ist in
1 lediglich symbolhaft dargestellt. Eine Besonderheit besteht darin, dass das freie Ende
3 bereits am Eingang dieser Schleuse
2 umgekrempelt und festgelegt ist. So gleitet der Umstülpschlauch
1 auf seinen Folienseiten mit besonders geringer Reibung durch die Schleuse
2 und die nachgeordnete, erfindungsgemäße Vorrichtung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht im Wesentlichen einer Antriebs- und Schleusenbaugruppe 4, die bereits vor Beginn der Sanierarbeiten in den Umstülpschlauch 1 platziert wird. Der Umstülpschlauch 1 wird hierzu manuell mit der Folienseite nach außen durch die erste Schleuse 2 und durch Walzen 5 der Antriebs- und Schleusenbaugruppe 4 geführt, anschließend manuell umgekrempelt, so dass seine beharzte Filzseite außen liegt, und zurückgeschlagen, wobei das zurückgeschlagene Ende 3 über die Walzen 5 der Antriebs- und Schleusenbaugruppe 4 hinüber und durch die erste Schleuse 2 hindurch gezogen und eingangs der ersten Schleuse 2 angeschlagen wird. Damit ist die Antriebs- und Schleusenbaugruppe 4 innerhalb des Umstülpschlauchs 1 angeordnet, der somit erfindungsgemäß ein Teil der Vorrichtung wird.
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Die Antriebs- und Schleusenbaugruppe 4 hat zwei sich unter Fluiddruck radial weitende Gummiwalzen 5, die sich quer zur Längsrichtung des Umstülpschlauchs 1 gegenüber stehen. Hierzu sind die Gummiwalzen 5 in einem leichten Innengestell 6 beiderseits auf Wellen 7 drehfest und in einem festen Abstand zueinander gelagert. Der gegenseitige Abstand ist so bemessen, dass im drucklosen Zustand der Walzen 5 der Umstülpschlauch 1 leicht hindurchgezogen werden kann und auch ein Endknoten des Umstülpschlauchs 1, ein Kupplungsschlauch oder eine Kamera hindurchgeführt werden kann. Die Enden der Wellen 7 durchdringen näherungsweise druckdicht vorgefertigte Löcher im Umstülpschlauch 1 und sind auf diese Weise von außen zugänglich. So können die Wellen 7 anstelle in einem Innengestell 6 auch in einem äußeren Gestell oder auf Füßen 8 gelagert sein. Sind beide Wellen 7 in den äußeren Füßen 8 auf Abstand gelagert, kann alternativ ganz auf ein Gestell 6 verzichtet werden. Für eine Sanierung kleinerer Rohrleitungsdurchmesser (wie Nennweite 100–150 mm) kann auf ein Gestell oder auf Füße vollends verzichtet werden, wie dies nachstehend noch ausführlicher zu den 3 bis 5 erläutert wird. Mindestens einseitig sind die Wellen 7 als Hohlwellen ausgebildet, die innen einen Fluidzugang zu den Gummiwalzen 5 haben. Außerdem greifen an den Wellen 7 manuell oder motorisch Drehmomente MD an, um die Walzen 5 in gegensinnige Drehung versetzen zu können.
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Wird zum Einbringen des Umstülpschlauchs 1 unter Fluiddruck pw der Walzenradius der Walzen 5 vergrößert, pressen sich die Walzen 5 gegen den zwischen ihnen durchlaufenden Umstülpschlauch 1 und fördern ihn entsprechend der Drehrichtung der Walzen 5 nach vorn. Zusätzlich wird durch eine Druckleitung 9 Fluiddruck pv, beispielsweise erzeugt durch Luft, Heißdampf oder Wasser, in den umgestülpten Teil des Umstülpschlauchs 1 gegeben, wodurch dieser sich fortschreitend umstülpend in ein zu sanierendes Leitungsrohr 10 einfährt. Dabei legt sich die beharzte Filzschicht des Umstülpschlauchs 1 an die Rohrinnenwand an und verklebt mit dieser dauerhaft. Der Vortriebsdruck pv wird in den Umstülpschlauch 1 durch ein Rohr- oder Schlauchstück 9 eingeleitet, das beispielsweise am Gehäuse 6 mündet. Durch Beeinflussung der Fluiddrücke pv und pw und Berücksichtigung des Abziehwiderstandes des Umstülpschlauchs 1 von zum Beispiel einer Schlauchtrommel und seines Gleitwiderstandes durch die erste Schleuse 2, kann sehr komfortabel und genau der Vortrieb des Umstülpschlauchs 1 in die Rohrleitung 10 hinein gesteuert oder geregelt werden. Der Vortrieb kann endlos erfolgen, solange der mitgeführte Vorrat an vorbehandeltem Umstülpschlauch 1 reicht, und die Vortriebsgeschwindigkeit kann über die gesamte Strecke konstant gehalten werden. Hierdurch verbessert sich die Qualität des Sanierergebnisses wesentlich gegenüber unkontinuierlicher Sanierschritte.
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Nachdem der Umstülpschlauch 1 eine vorgesehene Sanierstrecke erreicht hat, muss er aushärten. Dies bedarf einer längeren Zeit, in welcher er fest und gleichmäßig an die Innenrohrwand angepresst sein muss. Der motorische oder manuelle Walzenantrieb MD wird eingestellt. Um Energie zu sparen, wird außerdem der Umstülpschlauch 1 nicht ständig weiterhin mit Vortriebsdruck pv beaufschlagt. Vielmehr wird der Innendruck auf die Walzen 5 so weit erhöht, dass sie sowohl den Durchlaufspalt für den Umstülpschlauch 1 als auch den Umstülpschlauch 1 in Richtung seines gegenüberliegenden Außenumfangs gut abdichten. Der Umstülpschlauch 1 selbst ist in dieser Phase vollends durchgelaufen, lediglich ein Rückholband bzw. eine Rückholleine, die das verknotete Ende sichert und zusätzlich beim Einfahren in die Rohrleitung 10 genutzt werden kann, wird zwischen den Walzen 5 geklemmt. Die Walzen 5 sind entsprechend blähfähig. Dieser Zustand ist in 1 durch den strichlinierten Walzenumfang der Walzen 5 dargestellt. Die seitlichen Wände des Umstülpschlauchs 1 werden durch das Gestell 6 mit bekannten Mitteln ausreichend gegen größeren Druckverlust abgeschirmt, welches entsprechend der 1 und 2 innerhalb des Umstülpschlauchs 1 angeordnet ist. Es kann zweckmäßig sein, ab und an für einen hinreichenden Haltedruck PH im Umstülpschlauch 1 die Druckleitung 9 angeschlossen zu lassen, wobei für eine Druckstabilität ein kleinerer Druckerzeuger ausreicht. Als Fluiddruck kommt aus ökonomischen Gründen hauptsächlich Luftdruck oder Wasserdruck infrage.
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In 2, welche eine schematisierte Querschnittdarstellung gemäß 1 ist, ist eine Arbeitsstellung gezeichnet, in welcher die Walzen 5 den durch sie laufenden Umstülpschlauch 1 tangieren, aber noch nicht dessen Außenseite. Die Spalte 11 an den Stirnseiten sind möglichst gering zu halten, um keinen größeren Druckverlust an Vortriebsdruck pv oder Haltedruck PH zu haben und durch zusätzliche Vorkehrungen gegen Druckverlust gesichert. Der nicht näher dargestellte motorische Walzenantrieb arbeitet gegensinnig auf beide Wellen 7 der Walzen 5 und ist in die Steuer- oder Regeleinrichtung eingebunden.
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In den 3 bis 5 versinnbildlichen anhand einer vereinfachten erfindungsgemäßen Vorrichtung drei Arbeitsphasen eines Sanierprozesses. Wie obenstehend bereits ausgeführt, kann für kleinere Nennweiten es ausreichen, wenn die beiden Walzen 7 der Vorrichtung lediglich im Umstülpschlauch 1 gelagert werden, wodurch ein Gestell oder Füße entfallen. Im Umstülpschlauch 1 sind hierzu ggf. verstärkte Löcher vorhanden, durch die die Wellen 7 erstreckt werden. Der Umstülpschlauch 1 wird manuell flach durch die Schleuse 2 gezogen und umgestülpt. In die Umstülpung werden die Walzen 5 eingelegt. Anschließend werden die Wellen 7 durch die Löcher im Umstülpschlauch 1 und durch die Walzen 5 geschoben. Damit die Wellen 7 die Walzen 5 mitnehmen können, ist z. B. eine Vierkant oder Sechskant-Steckverbindung vorgesehen. Nun wird das umgeschlagene Ende 3 noch an der ersten Schleuse 2 druckdicht angeschlagen, entweder am Eingang der Schleuse 2 oder an deren Ausgang, wie angedeutet (3).
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Wenn das Einfahren in das Leitungsrohr 10 beginnen soll, wird Druck durch die Wellen 7 auf die Walzen 5 gegeben, wodurch sich ihr Radius vergrößert. Die Walzen 5 klemmen folglich den flachliegenden Schlauchanteil 1 und fördern ihn nach vorn. Eine Steuer- oder Regeleinrichtung kann einer Beeinflussung durch Abzugskräfte entgegenwirken, um eine eine gleichförmige Fördergeschwindigkeit zu erzeugen. Unterstützt wird das Vordringen des Umstülpschlauchs 1 innerhalb des Leitungsrohrs 10 durch den Vortriebsdruck pv. Dieser wird an geeigneter Stelle durch die Wand des Umstülpschlauchs 1 hindurch auf den Umstülpschlauch 1 gegeben. Zuvor ist die Schleuse 2 geschlossen worden, so dass das Fluidmedium nicht nach hinten entweichen kann. Der Umstülpschlauch 1 nimmt die Lagerkräfte, die an den Wellen 7 auftreten, auf und verhindert somit, dass sich der Abstand der Lager zueinander vergrößert. Durch den aufgegebenen Fluiddruck pv bläst sich der Umstülpschlauch 1 prall auf, wodurch die Lagerstellen für die Wellen 7 vergleichbar starr zu einem Gestell werden (4).
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Ist der Einfahrvorgang des Umstülpschlauchs 1 in die Rohrleitung 10 beendet, das heißt, der Umstülpschlauch 1 hat sich mitsamt dem verknoteten Endstück vollends gewendet, so beginnt der Aushärtungsprozess. Hierzu wird der Walzeninnendruck pw so weit erhöht, dass die Walzen 5 den Umstülpschlauch 1 nach hinten voll absperren, wobei ggf. lediglich das Rückhalteband 12 zwischen den Walzen 5 noch geklemmt ist. Die Schleuse 2 wird funktionslos oder sperrt alternativ den Umstülpschlauch 1 weiterhin um. Die aufgeblähten Walzen 5 verformen dabei den Querschnitt des Umstülpschlauchs 1 in dieser Zone derart rechteckig, dass auch die seitlichen Spalte 11 zwischen den Stirnseiten der Walzen 5 und dem Umstülpschlauch 1 verschwinden. Da in gewissem Grade dennoch eine absolute Dichtheit innerhalb der Aushärtezeit nicht gewährleistet ist, wird über den Fluiddruckanschluss 9 der Haltedruck PH nachgesteuert oder nachgeregelt (5).
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Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung der saniertechnische Aufwand an Fahrzeugen, Material und Arbeitskräften erheblich reduzieren lässt und eine schnelle und qualitätsgerechte Sanierung möglich ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Umstülpschlauch
- 2
- Erste Schleuse
- 3
- Umgeschlagener und befestigter Endabschnitt des Umstülpschlauchs
- 4
- Kombinierte antriebs- und Schleusenbaugruppe
- 5
- Walzen
- 6
- Gestell
- 7
- Walzenwellen
- 8
- Füße
- 9
- Fluiddruckanschluss für Vortriebs- und Haltedruck
- 10
- Rohrleitung
- 11
- Spalte
- 12
- Rückhalteband
- Pv
- Vortriebsdruck im Umstülpschlauch
- PH
- Haltedruck
- Pw
- innerer Walzendruck
- MD
- Drehmoment auf Walzen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- GB 1025011 A [0003]
- GB 1044645 A [0004]
- DD 99643 A [0005]
- DE 3132789 A1 [0006]
- DE 102004043383 B4 [0007, 0017]
- DE 2952625 C2 [0008]
- US 20130014847 A1 [0009]
