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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sanierung von Abwasserkanälen nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 9.
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Kanäle, welche Abwässer aus Gebäuden ableiten und die als Nebenkanäle, Hausanschlusskanäle bzw. Hausanschlussleitungen bezeichnet werden, münden in der Regel unter einer an den Gebäuden vorbeiführenden Straße in den Hauptkanal bzw. die Hauptleitung oder Sammelkanal. An den Anschlussstellen dieser Nebenkanäle treten häufig Mängel auf, welche durch Sanierungs-Maßnahmen an den Hauptkanälen behoben werden müssen. Nur mittels ferngesteuerter Vorrichtungen ist eine Reparatur möglich, ohne dass die Kanäle ausgegraben werden müssen.
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Die Schäden, welche an diesen Abzweigungen auftreten, bestehen aus undichten Einmündungen, ausgebrochenen Rohrwandungsteilen, offenen Stellen, Löchern oder sogar aus durch Korrosion bedingten völligen Wegfall dieser Anschlussbereiche. Damit besteht aber die Gefahr, dass Abwasser in das Erdreich und damit in das Grundwasser eindringen kann. Der genannte Abschnitt befindet sich somit dort, wo die betreffenden Nebenkanäle in den Hauptkanal münden, und werden als Stutzen, Abzweige, Einmündungen oder als Einlaufbereich bezeichnet. Die Reparatur kann daher nur vom Hauptkanal aus erfolgen, oder muss in offener Bauweise realisiert werden.
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Bekannt sind unterschiedliche Verfahren zur Sanierung bzw. Reparatur von schadhaften Anschlüssen. Dazu gibt es Spachtel- und Fräsroboter, aber auch Schalungsroboter, Verpresseinheiten, Injektionsanlagen, Hütchentechniken, u.a. Die
EP 0 396 696 B1 offenbart z.B. ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reparieren einer Abwasser führenden Hauszuleitung in demjenigen Abschnitt, in welchem sie in eine Hauptleitung einmündet, mittels einer ferngesteuerten, in dieser Hauptleitung operierenden Vorrichtung.
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Die bekannte Vorrichtung weist eine Druckluftzuführung auf, auf die in einem ersten Verfahrensschritt eine aufblasbare Luftblase aufgesetzt und durch Schwenken und anschließendem Vorschub die Luftblase mindestens über einen Teil in die Hauszuleitung eingeführt und dann bis zum Anliegen aufgepumpt wird. In einem späteren Verfahrensschritt werden ein Abdeckschild sowie eine aushärtende Masse durch die Hauptleitung an die Mündung der zu reparierenden Hauszuleitung gebracht oder aus Kartuschen in die Schadensstellen gepresst.
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Eine andere Technik, ist die Hütchentechnologie, die jedoch nicht berücksichtigen kann, dass im Einlaufbereich des Nebenkanals in den Hauptkanal Abplatzungen und Hohlräume oder schwerwiegende Beschädigungen vorhanden sind, die mit der genannten Technik nicht vollständig ausgeglichen werden können. Um eine genügende Festigkeit der ausgehärteten Glasfasermatte im Hauptkanal zu erreichen, muss eine relativ lange Strecke des Hauptkanals mit den harzgetränkten Matten ausgekleidet werden, was auch höhere Kosten verursacht.
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Die von der ausgeharzten Matte überbrückten Hohlräume im Hauptkanal sind zudem ungünstig, weil der Hauptkanal in diesem Bereich weniger belastungsfähig ist, da es punktuell an einer formschlüssigen Anpassung der ausgeharzten Matte an die Wandung des Hauptkanals fehlt. Weiterer Nachteil der bekannten Inliner-Technik ist, dass der Übergangsbereich zwischen dem Hauptkanal und dem Anschluss in den Nebenkanal nicht ausreichend formschlüssig ausgebildet werden kann. Zwar gibt es Inliner, die auch den Nebenkanal mit aushärtbaren Matten auskleiden können, bei dieser Technik ist jedoch der Übergangsbereich zwischen dem Nebenkanal und dem Hauptkanal stets störanfällig und bedarf oftmals einer kostenaufwendigen Nachbearbeitung.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Sanierung von Abzweigungen in Abwasserkanälen bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
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Das vorteilhafte Verfahren zum Sanieren eines abwasserführenden Nebenkanals in demjenigen Abschnitt, in welchem er in einen Hauptkanal einmündet, mittels einer ferngesteuerten, in dem Hauptkanal verfahrbaren Vorrichtung, umfasst die folgenden Schritte:
- 1. Aufsuchen der schadhaften Abzweigung eines Nebenkanals in dem Hauptkanal mittels einer geeigneten Kameratechnik;
- 2. Entfernen von Ablagerungen und von in die Abzweigung ragenden Überständen mittels einer geeigneten Technik, z.B. Fräsrobotern;
- 3. Ermittlung der detaillierten Dimensionen des schadhaften Bereichs der Abzweigung;
- 4. Senden der Dimensions-Daten an eine Recheneinheit;
- 5. Daten-Auf- und Nachbearbeitung durch die Recheneinheit, damit ein Formstück vorgefertigt werden kann;
- 6. Erstellung einer 3D-Druckvorlage eines Formteils durch die Recheneinheit;
- 7. Senden der 3D-Druckvorlage an einen 3D-Drucker;
- 8. Drucken eines Formteils durch den 3D-Drucker oder durch manuelle Fertigung;
- 9. Einbau des gedruckten Formteils in den schadhaften Bereich der Abzweigung mit der ergänzenden Reparatur des Haupt- und Nebenkanals.
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Optional können die folgenden Schritte durch das Verfahren realisiert werden:
- • Identifizierung eines Formteiltyps aus einer Vielzahl von Grundformteilen, dessen Dimensionen identisch sind zu den Dimensionen der beschädigten Abzweigung
- • optional: Bereitstellung des Grundformteils in der Recheneinheit
- • optional: Bearbeitung des Grundformteils über eine Simulationssoftware in der Recheneinheit entsprechend der Dimensionen der beschädigten Abzweigung
- • Senden der Daten der Simulationssoftware an einen 3D-Drucker
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Zusätzlich, bzw. Alternativ kann in einem weiteren Schritt das Formteil durch eine Liner-/Einzelgewebe-Matte/ Glasfaser- / Aramidmatten oder als Edelstahl-Formteil aufgrund der vorgezeichneten Berechnungen erstellt werden.
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Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine auf einem Fahrwagen montierte spezielle und hochpräzise Sensoreinheit über eine Datenleitung mit einer Recheneinheit verbunden ist, welche die 3D-Druckvorlage über einen Rechenprozess als CAD-Zeichnung berechnet und an einen 3D-Drucker sendet.
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Neu ist, dass durch eine optische und messtechnische Kanalbefahrung die schadhaften Bereiche einer Abzweigung in ihren Abmessungen detailliert ausgemessen werden können und diese Messdaten in einer Software aufgearbeitet werden, damit daraus ein Formteil modelliert und gefertigt werden kann. Dieses erstellte Formteil wird dann z.B. als Mündungsstück in den Kanal eingearbeitet und ersetzt das alte, evtl. auch defekte Mündungsstück, wobei im Inneren des Formteils auch einzuharzende Gewebeschläuche mitverwendet, bzw realisiert werden können. In einer Alternative kann auch eine Verpressung der Einmündungsbereiche realisiert werden.
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Damit ist es nun möglich, ein vorgefertigtes Formteil außerhalb des Kanales zu erstellen, welches aufgrund von gemessenen 3D-Informationen einer Sensoreinheit mittels eines 3D-Druckers gefertigt wird. Des Weiteren ist es möglich auf eine Formstückbibliothek zurückzugreifen und bekannte Grundformteile als Grundkörper zu verwenden, die dann anhand der ermittelten 3D-Informationen angepasst werden.
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Des Weiteren ist es möglich, vorgefertigte Teile in Edelstahl so zu bearbeiten und zu ergänzen, damit diese in die schadhafte Abzweigung eingesetzt werden können.
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Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist, dass nun punktuell genau im Einlaufbereich eines Nebenkanals im Hauptkanal ein „maßgeschneidertes“ Formteil eingesetzt werden kann, welches die Ausbrüche, Unterbrechungen und Hohlräume in der Abzweigung d.h. im Übergangsbereich zwischen dem Nebenkanal und dessen Einmündung in dem Hauptkanal berücksichtigt und formschlüssig ausfüllt.
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In der vorliegenden Erfindung werden die Begriffe Übergangsbereich und Abzweigung gleichgesetzt.
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Demgemäß wird in einer bevorzugten Ausführungsform die Kanalwandung des Hauptkanals im Übergangsbereich zum Nebenkanal abgescannt und ein 3D-Modell der abgescannten Abzweigung erzeugt. Das 3D-Modell berücksichtigt auch Ausbrechungen, Abplatzungen und sonstige Schäden im Übergangsbereich zwischen dem Nebenkanal und dem Hauptkanal - auf der Seite des Hauptkanals - und hat den Vorteil, dass damit auch die reliefartig veränderte Oberfläche im Hauptkanal durch das maßgeschneidert angefertigte Formteil formfüllend ausgefüllt werden kann, wodurch eine wesentlich bessere Befestigung des Formteils in diesem Bereich erfolgt und an die unterschiedlichen Rohrdurchmesser und Einmündungslage der Anschlussleitung passend eingebaut werden kann.
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Es ist somit nicht mehr erforderlich lange Strecken des Hauptkanals und des Nebenkanals mit ausgeharzten Matten auszukleiden, und insbesondere auch Stellen auszukleiden, an denen eine Auskleidung nicht erforderlich ist. Gemäß dem Verfahren wird nur noch der Übergangsbereich zwischen dem Nebenkanal und dem Hauptkanal durch ein maßgeschneidertes Formteil formschlüssig ausgefüllt und überbrückt, was mit dem Vorteil verbunden ist, dass aufgrund der maßgeschneiderten Ausführung des Formteils auch Abplatzungen in der Oberfläche des Hauptkanals formschlüssig ausgefüllt werden können. Damit wird eine Festigkeit des Formteils in diesem Übergangsbereich zum Hauptkanal erreicht, weil das Formteil alle konkaven und konvexen reliefartigen Oberflächen in diesem Übergangsbereich berücksichtigt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Formteil mit seiner reliefartig geformten Auskleidungsfläche formschlüssig an die spiegelbildlich reliefartige Oberfläche im Hauptkanal angepasst, und es bedarf nur noch weniger Anpassungsmittel, wie z. B. ein Kleber oder ein Harz, um das Formteil maßgeschneidert an die reliefartige Oberfläche im Hauptkanal an- bzw. aufzukleben oder in anderer Weise zu befestigen.
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Es kommt somit zu einer großflächigen Kraftübertragung, weil das maßgeschneiderte Formteil formschlüssig über den gesamten Anlagebereich am Hauptkanal anliegt, ohne dass Hohlräume offengelassen werden und überbrückt werden müssen. Damit wird auch eine überlegene Festigkeit des Formteils in diesem Bereich des Hauptkanals erzielt, ohne dass andere Flächen des Hauptkanals mit einem den Hauptkanal in unerwünschter Weise verringernden Querschnitt ausgekleidet werden müssen.
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Dieser reparierte oder sanierte Anschlussstutzen bildet somit einen glatten, gratfreien Übergang zum Auflagekragen des Formteils am Hauptkanal, so dass auch in den Nebenkanal hineinreichende Abplatzungen direkt im Übergangsbereich zwischen dem Nebenkanal und dem Hauptkanal durch den erfindungsgemäßen Anschlussstutzen überbrückt werden.
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Vorteilhaftes Merkmal ist, dass ein optischer Sensor dazu ausgebildet ist, über optische Daten die Dimension des Schadensbereichs einer Abzweigung zu erfassen.
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Unter dem Begriff „Dimension“ wird im Folgenden die zweidimensionale (2D) und/oder dreidimensionale (3D) Erstreckung eines physischen Objekts verstanden, wobei dies auch der Raum sein kann, in dem ein solches Objekt einzusetzen ist.
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Die erfassten Dimensionsdaten sind die Daten, die ein Formteil haben muss, um in eine Abzweigung eingesetzt zu werden, z.B. die Breite und/oder Höhe und/oder Tiefe eines Formteils. Es können auch andere Parameter, z. B. „Durchmesser“, „Umfang“, „Diagonale“ etc. verwendet werden.
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Die Sensoreinheit zur Erfassung der 3D-Struktur der Oberfläche der Abzweigung ist z.B. eine stereoskopische Kamera.
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In einer weiteren Ausführungsform kann als Sensoreinheit ein 3D-Raumscanner verwendet werden, der eine maßstabsgerechte Digitalisierung der Oberfläche der Abzweigung in 3D, mit einer Toleranz von 0,5 Millimeter ermöglicht. Das erfolgt durch einen 360 Grad Vermessungslaser, der aus mehreren Sendern und Sensoren besteht.
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Der Scanner scannt die gesamte Oberfläche der schadhaften Abzweigung und des Anschlussbereichs. Die gemessenen Daten werden dann automatisch, per Datenfernübertragung an die Recheneinheit übermittelt. Die Recheneinheit übermittelt daraus die Produktionsdaten zur Herstellung des Formteils nach Maßgabe der gemessenen und an ihn übermittelten Daten an den 3D-Drucker oder als Zeichnung zu einer manuellen Formteil-Modell-Fertigung.
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Der kostengünstigere 3D-Drucker erstellt einen 3D-Druck, worunter allgemein Fertigungsverfahren verstanden werden, bei denen Material Schicht für Schicht aufgetragen und so dreidimensionale Gegenstände (Formteile) erzeugt werden. Dabei erfolgt der schichtweise Aufbau computergesteuert aus einem oder mehreren flüssigen oder festen Werkstoffen nach vorgegebenen Maßen und Formen (z.B. über CAD/CAM). Beim Aufbau finden physikalische oder chemische Härtungs- oder Schmelzprozesse statt. Typische Werkstoffe für das 3D-Drucken sind Kunststoffe, Kunstharze, Keramiken und Metalle.
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Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass mit einem 3D-Drucker Formteile aus einem hoch belastbaren Metallmaterial gefertigt werden können. Zu diesem Zweck wird ein laserschmelzfähiges Pulver im Schichtaufbau in einem 3D-Drucker verarbeitet, um so eine maßgeschneiderte, an das Relief des Hauptkanals und des Nebenkanal angepasste Formgebung zu erzeugen.
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Derartige laserschmelzfähige Metalllegierungen sind z. B. Gegenstand der
EP 3 281 729 A1 . Ebenso wird in der
WO 2018/106977 A1 die Herstellung eines aus aushärtbarem Kunststoff bestehenden Formteils beschrieben.
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Das erstellte Formteil kann zusätzlich durch eine Liner-/Einzelgewebe-Matten/ Glasfaser oder/und Aramidmatten ergänzt werden.
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Das Formteil wird dann in den schadhaften Bereich eingebaut, wobei zuerst die Altstelle vorgearbeitet wird, z.B. durch Reinigen, Abfräsen, usw..
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Unter abflussfreien bzw. Abwassergesperrten Bedingungen wird nun das geharzte Formteil auf dem Stutzenbereich positioniert und die Verklebung/Aushärtung aber auch ein Verpressen stabilisiert das neue Formteil im und mit dem Altkanal.
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Bei Bedarf weist die Anwendersoftware der Recheneinheit die Inspektionseinheit an, den Scan mehrfach in dem Kanalrohr zu wiederholen und sich für die Wiederholung der Scans im Kanalrohr neu zu positionieren um Scannschatten, also ungenau gescannte Bereiche, genauer aus einem anderen Winkel zu erfassen.
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Durch die Darstellung der Tiefenstrukturen in 3D kann die Recheneinheit bestimmen, wie das spätere Formteil auszusehen hat. Die 3D-Strukturen die entstehen sollen, können in einer Simulation dargestellt und verändert werden und anschließend im 3D-Druck erstellt werden. In der Simulation können für 3D-Druck verschiedene Materialfestigkeiten und Tagfähigkeiten festgelegt werden. Dazu kann der Anwender auf digital vorgefertigte 3D-Modelle in einer Bibliothek von Grundformteilen zurückgreifen, und weiter ergänzen.
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Somit ist es möglich, dass in der Simulation fehlende Teile des Rohrsystems rekonstruiert werden können.
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Das System ist lernfähig. Wurden beim Scannen Objekte falsch erkannt, kann der Anwender dem System mitteilen, was tatsächlich während des Arbeitsgangs erfasst wurde. Daraufhin speichert die Anwendersoftware die gescannten Aufzeichnungen mit den Eingaben des Nutzers. Beim nächsten Scanvorgang steht der Anwendersoftware daher eine größere Formteilbibliothek zur Verfügung, was dazu führt, dass auch bei z.B. defekten Stutzen immer bessere Prognosen über die Strukturen des Stutzens getroffen werden können.
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Die Vorrichtung umfasst:
- - ein Gerät und/oder eine Substanz zum Entfernen von Ablagerungen im Bereich der Abzweigung;
- - eine Datenbank beinhaltend eine Vielzahl von Formteiltypen;
- - einen optischen Sensor, der dazu ausgebildet ist, optische Daten von einer Abzweigung der Kanalleitung, die mittels des Gerätes oder der Substanz von den Ablagerungen befreit wurde, zu erfassen;
- - Datenausgabeschnittstelle;
- - eine Kontrolleinheit;
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Die Kontrolleinheit ist jeweils mit der optischen Sensoreinheit, der Datenbank und der Datenausgabeschnittstelle über eine Datenübertragungsverbindung verbindbar. Die Kontrolleinheit ist dazu ausgebildet,
- - die Daten von der Sensoreinheit zu empfangen;
- - Dimensionsdaten des auszubessernden Bereichs der Abzweigung zu empfangen;
- - die empfangenen Sensor und optischen Daten mit den Dimensionsdaten der Formteiltypen der Datenbank zu vergleichen, um einen Formteiltyp aus einer Vielzahl von Formteiltypen der Datenbank zu identifizieren, dessen Dimensionsdaten identisch zu den empfangene Dimensionsdaten sind;
- - über die Datenausgabeschnittstelle einen 3D-Druck von diesem Formteil automatisch zu initiieren.
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Die optische Sensoreinheit kann ein oder mehrere Aufnahmen von der Abzweigung machen und auch Maß nehmen, vorzugsweise von verschiedenen Positionen relativ zu dem schadhaften Bereich aus, und diese Aufnahmen als optische Daten an die Recheneinheit senden. Die Recheneinheit berechnet mittels geeigneter Bildanalysealgorithmen die realen Dimensionen des zu erstellenden Formteils.
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Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und des mit dem Verfahren hergestellten Erzeugnisses (Formteil) ist, dass nun eine maßgeschneiderte Anpassung eines Formteils lokal begrenzt im Übergangsbereich zwischen der Wandung des Hauptkanals und der Einmündung in den Nebenkanal angefertigt werden kann.
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Durch die formschlüssige Anpassung des Auflagekragens des Formteils an die Oberflächenstruktur im Hauptkanal erfolgt eine hoch belastbare kraft- und formschlüssige Anlage an die möglicherweise verformte Oberfläche im Hauptkanal, wodurch eine hohe Sitzfestigkeit des Formteils in diesem Bereich erzielt wird.
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Aufgrund der Tatsache, dass das Formteil aus einem Auflagekragen und einen daran angeformten Anschlussstutzen besteht, der in den Nebenkanal hineinreicht, werden mit dieser Art des Formteils auch noch Beschädigungen im Nebenkanal ausgeglichen, die direkt im Übergangsbereich zwischen dem Nebenkanal in dem Hauptkanal vorliegen. Die Verwendung eines solchen relativ kleinflächigen Formteils hat den Vorteil, dass keine oder nur geringe Strömungshindernisse im Hauptkanal sind und dass eine überlegene Festigkeit im Vergleich zu den bisher verwendeten Inliner-Matten erreicht wird, weil eine formschlüssige Anpassung des Formteils über seine gesamte Anlagefläche an die möglicherweise reliefartig verformte Oberfläche im Hauptkanal gelingt.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, könnten als erfindungswesentlich beansprucht werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Die Verwendung der Begriffe „wesentlich“ oder „erfindungsgemäß“ oder „erfindungswesentlich“ sind subjektiv und implizieren nicht, dass die so benannten Merkmale zwangsläufig Bestandteil eines oder mehrerer Patentansprüche sein müssen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
- 1: schematische Darstellung der Kanalinspektion
- 2: schematische Detail-Darstellung der Abzweigung
- 2a: Sichtbild der Sensoreinheit
- 3: schematische Darstellung des 3D-Druckvorgangs
- 4: perspektivische Ansicht des gedruckten Formkörper
- 5: eingesetzter Formkörper in Seitenansicht
- 6: eingesetzter Formkörper in Untersicht
- 7: eingesetzter Formkörper in Seitenansicht
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In 1 ist dargestellt, dass zur Vermessung eines Hauptkanals 4 und dessen Abzweigung 14 mit daran anschließenden Nebenkanälen 9, 10 ein Inspektionsfahrzeug 1 verwendet wird, welches eine Versorgungsleitung 2 in einen Schacht 3 hinunter führt, die mit einem Fahrwagen 5 verbunden ist, der frei im Hauptkanal 4 verfahrbar ist.
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Erfindungsgemäß weist dieser Fahrwagen 5 eine Sensoreinheit 7 auf, welche zur detaillierten Inspektion des Abzweigs bzw. Einmündung 14 dient. Die Sensoreinheit 7 ist über das Gelenk 6 dreh-, schwenk- und neigbar und kann somit jeden Bereich der Abzweigung 14, ausgehend von dem Hauptkanal 4, erfassen.
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Die 2 zeigt in vergrößerter Darstellung, dass im Bereich der Abzweigung 14 ein Stück des Kanals ausgebrochen ist und nunmehr die Bruchkante 15 vorhanden ist. Der Kanal hat keine Wandung mehr gegenüber dem Erdreich 8, welches in das Kanalleitungssystem zu fallen droht.
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Die Sensoreinheit 7 erfasst die Dimension der Bruchkante 15 und der von der Abzweigung 14 abzweigenden Nebenkanälen 9, 10. Die erfassten Messwerte werden digital über die Datenleitung 11 an das Inspektions-Fahrzeug 1 übermittelt. Wichtig ist nun, dass, gegebenenfalls auch durch das Verschwenken der Sensoreinheit 7 eine hochgenaue Lagemessung bzw. Vermessung für die Umgebung der Abzweigung 14 stattfinden kann.
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2a zeigt die Untersicht einer schadhaften Stelle in der Abzweigung 14, wobei die Bruchkante 15, ausgehende von dem Hauptkanal, zu erkennen ist. Dabei ist dargestellt, dass dieser Übergangsbereich starke Beschädigungen aufweist und somit eine Reliefoberfläche 30 ausbildet, die in dem Sichtbild, welches die Sensoreinheit erzeugt, gut darstellbar ist.
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Ziel der Erfindung ist es, auch bei derartig ungünstigen und beschädigten Übergangsbereichen zwischen dem Hauptkanal 4 und einem in den Hauptkanal einmündenden Nebenkanal 9, 10 ein maßgeschneidertes 3D-Formstück zu erstellen.
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3 zeigt wie das Ende 12 der Datenleitung 11 mit einer Recheneinheit 13 verbunden ist, welche die Messdaten bearbeitet und über die Datenleitung 22 an den 3D-Drucker 18 sendet. Dieser erstellt aus den aufgearbeiteten Messdaten der Sensoreinheit 7 ein passgenaues Formteil 19 zum Einsetzen in die Abzweigung 14.
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4 zeigt das fertige Formteil 19, welches bedingt durch die erfassten Messwerte eine charakteristische Schräge 20 an der Oberseite aufweist, sowie einen Auflagekragen 21 der genau auf die Abmessung der Abzweigung 14 abgestimmt ist, sodass diese wieder komplett gegenüber dem Erdreich 8 abgedichtet werden kann.
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5 zeigt wie der Fahrwagen 5 über eine Montagevorrichtung 17, welche über den Antrieb 16 gesteuert wird, das erstellte Formteil 19 in die Abzweigung 14 eingeführt hat. Da das Formteil 19 entsprechend der genauen Messdaten der Sensoreinheit 7 gefertigt wurde, ist dieses nun passgenau und dichtet die Abzweigung 14 gegenüber dem Erdreich 8 ab.
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6 zeigt eine Untersicht des eingesetzten Formteils 19 in der Abzweigung 14. Dargestellt ist die formschlüssige Anpassung des Formteils mit seinem Auflagekragen 21 an die im Nebenkanal ausgebildeten Abplatzungen 28, die bis zum Nebenkanal 10 reichen und die formschlüssig in dem Auflagekragen 21 des Formstücks 19 nachgebildet sind, wie dies noch besser aus 4 zu entnehmen ist.
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Die 7 zeigt die formschlüssige Anpassung des erfindungsgemäßen Formteils 19 an die Reliefoberfläche des Hauptkanals 4, die mit den in 6 dargestellten Abplatzungen 28 beschädigt ist. So zeigt die 7, dass die Reliefoberfläche 30 im Auflagebereich des Formteils 19 der Reliefoberfläche 26 des Formteils 19 entspricht, so dass eine vollständige, formschlüssige und lückenfüllende Anpassung der Reliefoberfläche 26 des Formteils 19 an die mit Abplatzungen 28 versehene Oberfläche des Hauptkanals 4 erfolgt. Dadurch wird eine optimale lastübertragende Befestigungsfläche 27 an der Unterseite des Formteils 19 erzielt, weil sich diese Unterseite formschlüssig an die durch Abplatzungen 28 verunstaltete Reliefoberfläche 30 des Hauptkanals anpasst. Die Reliefoberfläche 30 ist somit Bestandteil der Kanalinnenwandung 32 des Hauptkanals 4.
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Gleichzeitig zeigt die 7, dass das Formteil 19, wie es perspektivisch in 4 dargestellt ist, über den Anschluss-Stutzen 31 angebunden ist der bündig und formschlüssig in den Nebenkanal 10 hineinreicht und diesen bündig ausfüllt.
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So ist es erstmals möglich, die Formgebung des Anschlussstutzens 31 in einen gegebenenfalls unrunden und mit Bruchkanten 15 versehenen Nebenkanal 9 anzupassen, wie dies in 2a dargestellt ist.
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Somit wird mit dem Verfahren nach der Erfindung und einem nach der Erfindung hergestellten Formteil 19 der Vorteil erreicht, dass eine optimale Befestigungsfläche 27 loch- und spaltenfüllend durch ein an diese Reliefoberfläche 30 angepasstes Formteil 19 erzielt werden kann, wodurch auf kleinster Fläche eine optimale formschlüssige Befestigung des Formteils 19 an den Übergangsbereich zwischen dem Hauptkanal und dem Nebenkanal erreicht werden kann.
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Die Erfindung ist nicht auf die Sanierung von Einläufen im Übergangsbereich zwischen einem Nebenkanal 9, 10 in einen Hauptkanal 4 beschränkt. Auch ein vielleicht erforderliches Verpressen oder Verfüllen der nun entstandenen Hohlräume zwischen dem Haupt- und Nebenkanal mit geeigneten Materialien kann in das Formstück eingearbeitet werden.
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Ebenso können mit der technischen Lehre der Erfindung auch andere schwere Oberflächenschäden im Hauptkanal 4 saniert werden. In diesem Fall würde der Anschlussstutzen 31 am Formteil 19 entfallen, und der Auflagekragen 21 mit seiner Reliefoberfläche 26 wäre als gebogene, an die Formgebung des Hauptkanals angepasste Platte ausgebildet, die in der Art einer Plombe auf Beschädigungen im Hauptkanal aufgesetzt und dort mit geringem Aufwand an die beschädigte Wandung des Hauptkanals befestigt wird.
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Eine solche Befestigung kann durch Kleben, Anschäumen, Dübeln und andere bekannte Befestigungsmittel erfolgen. Wichtig ist auch hier, dass eine relativ kleinflächige Beschädigung im Hauptkanal nicht mit einer großflächigen Inliner-Matte ausgekleidet werden muss, sondern nur ein maßgeschneidertes Formteil an die relativ kleinflächige Beschädigung formschlüssig aufgebracht wird und diese Beschädigung abdeckt.
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Damit wird der Durchströmquerschnitt minimal verkleinert, und aufgrund der formschlüssigen Anpassung des Formteils 19 an eventuelle Beschädigungen im Bereich der Wandung des Hauptkanales wird eine ausgezeichnete Haftung mit einer nur minimalen Verringerung des Durchschnittquerschnittes erreicht. Grundsätzlich könnten solche Formstücke auch als Rohr-Segmentausbildungen im Rohrsohlenbereich für lageversetzte Rohre erzeugt werden, so dass die Abflussgeschwindigkeit des Abwasser nicht unter Rohrversätzen behindert und verringert wird.
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Von besonderem Vorteil ist, dass derartige Formteile 19 nicht nur aus einem Kunststoffmaterial hergestellt werden können, sondern auch aus einer aushärtbaren Metalllegierung, deren Härte einstellbar ist und die in der Qualität eines Werkzeugstahls hergestellt werden kann, so dass damit eine abriebfeste Oberfläche zur Abdeckung der Beschädigung im Hauptkanal hergestellt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Inspektionsfahrzeug
- 2
- Versorgungsleitung
- 3
- Schacht
- 4
- Hauptkanal
- 5
- Fahrwagen
- 6
- Gelenk
- 7
- Sensoreinheit
- 8
- Erdreich
- 9
- Nebenkanal
- 10
- Nebenkanal
- 11
- Datenleitung 12. Ende
- 13
- Rechnereinheit
- 14
- Abzweigung
- 15
- Bruchkante
- 16
- Antrieb
- 17
- Montagevorrichtung
- 18
- 3D-Drucker
- 19
- Formteil
- 20
- Schräge
- 21
- Auflagekragen
- 22
- Datenleitung
- 23
- Verformung
- 24
- Verformung
- 25
- Verformung
- 26
- Reliefoberfläche (von 19)
- 27
- Befestigungsoberfläche (von 19)
- 28
- Abplatzung
- 29
-
- 30
- Reliefoberfläche (von 4)
- 31
- Anschlussstutzen
- 32
- Kanalinnenwandung
