DE102021120534B3

DE102021120534B3 - Blase mit autonomer Heizvorrichtung

Info

Publication number: DE102021120534B3
Application number: DE102021120534.4A
Authority: DE
Inventors: René Stauffer; Marcus Kühn; Erick Milan Meyer; Patrick Loosli
Original assignee: Fretz Kanal Service Ag; Ka Te Pmo AG; Ka-Te Pmo AG
Current assignee: Fretz Kanal Service Ag; Ka Te Pmo AG; Ka-Te Pmo AG
Priority date: 2021-08-06
Filing date: 2021-08-06
Publication date: 2022-11-10
Anticipated expiration: 2041-08-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Blase mit einer in ihrer dehnbaren Aussenwand integrierten Heizvorrichtung, welche durch eine bei der Blase mitgeführten Energieversorgungsquelle, autonom und lokal an der im Kanal befindlichen Reparaturstelle, mit Energie versorgt werden kann. Die Blase kann allein oder zusammen mit einer flächigen Schalung zur Erzeugung einer zweiteiligen inwendigen Formverschalung bei der Sanierung einer Rohrleitung oder Rohrabzweigung verwendet werden. Die Heizvorrichtung ist dabei vorzugsweise in den Bereichen der Blasenaussenwand integriert, an denen das zu erwärmende Epoxidharz die Blase kontaktiert. Die Energieversorgung kann durch Schalter an der Energieversorgungseinrichtung aktiviert oder deaktiviert werden. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Reparieren einer Rohrleitung oder Rohrleitungsabzweigung mittels der erfindungsgemässen Blase.

Description

Die Erfindung betrifft eine Blase nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welche allein oder zusammen mit einer flächigen Schalung zur Erzeugung einer zweiteiligen inwendigen Formverschalung bei der Sanierung einer Rohrleitung oder Rohrabzweigung verwendet wird. Ebenfalls betrifft die Erfindung das Verfahren im Anspruch 17, welches die im Anspruch 1 beschriebene Blase mit autonomer Energieversorgung verwendet.
Bei der Sanierung von engen Rohrleitungen, die für menschliches Personal nicht oder nur schwer zugänglich sind, kommen häufig spezielle Kanalroboter zum Einsatz, die die entsprechenden Reparaturen bzw. Erneuerungsarbeiten durchführen. Dabei werden typischerweise spezielle und an die jeweilige Rohrleitungsgeometrie anpassbare Schalungen verwendet, um die zu bearbeitenden Stellen - oftmals eine Ein- oder Austrittsstelle einer Anschlussleitung in bzw. aus einer Hauptleitung - abzustützen und/oder abzudichten. Ein derartiges Verfahren mit Schalung und Blase zum vorrübergehenden oder endgültigen Verschließen bzw. Abdichten einer Mündungsstelle einer Anschlussleitung in eine Hauptleitung sind beispielsweise aus der WO 95/27167 A1 oder EP 0 702 767 B1 bekannt. Bei den genannten Leitungen kann es sich um Abwasserkanäle und darin mündende Hausabwasserleitungen handeln. Aus der DE 20 2005 018 790 U1 ist eine gattungsgemäße Blase entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereits bekannt.
Zum Abdichten einer zu sanierenden Mündungsstelle einer Rohranschlussleitung in eine Hauptleitung, welche üblicherweise zuvor bearbeitet wurde - beispielsweise durch Ausbohren und/oder Ausfräsen des Anschlussbereichs -wird ein zunächst flüssiges Abdichtmittel, typischerweise ein Epoxidharz oder -mörtel, von einem Kanalroboter durch spezielle Durchführungen in der Schalung auf die der Anschlussstelle zugewandten Seite geleitet. Dabei werden üblicherweise schnellhärtende Zwei-Komponenten-Epoxidharze verwendet, welche jedoch eine höhere Sprödigkeit und somit eine verminderte Qualität aufweisen. Zusätzlich erhöht sich der Zeitdruck bei der Reparatur, da die Topfzeit des Harzes verkürzt ist. Während der Topfzeit ist das Harz noch zähflüssig genug, um es über die Einspritzdüse in den abzudichtenden Zwischenraum an der Rohranschlussleitung einzuleiten.
Um die Aushärtungszeit eines langsam härtenden, qualitativ hochwertigen Abdichtmittels zu beschleunigen, ist es bekannt, das Abdichtmittel nach dem Einbringen in den abzudichtenden Zwischenraum durch Heizdrähte in der Schalung oder in einem Packer zu erwärmen. Deren Stromversorgung wurde bisher durch den Kanalroboter bereitgestellt, welcher daher während des Aushärtens mit der Schalung verbunden bleiben musste, um die Energieversorgung aufrecht zu erhalten. Somit steht der Kanalroboter in dieser Zeit typischerweise mehrere Stunden nicht für anderweitige Aufgaben zur Verfügung. Ersetzt man den Roboter durch ein Versorgungskabel, besteht die Gefahr, dass dieses Kabel bei weiteren Fahrten mit dem Roboter im Kanal beschädigt wird. Im Falle einer Strahlungsquelle, welche die Wärme an die Schalung und Blase bringt, kann der Roboter nicht unter der Schalung hindurchfahren und dahinter weiterarbeiten.
Ergänzend zu den heizenden Schalungen ergibt sich in der Praxis das Problem, das Reparaturstellen teilweise tief in die Abzweigung hinein mit dem Abdichtmittel gefüllt werden müssen. Eine Schalung mit Heizvorrichtung kann nur die Kontaktfläche in der Hauptleitung erwärmen, was einen verlängerten Heizprozess verlangt. Eine Kombination aus Schalung, Blase und Heizung für das Einbringen eines mit Epoxidharz getränkten Faservlies ist bekannt und wird Hütchen genannt. Hier zeigen sich jedoch die bekannten Probleme der Verweildauer des Roboters an der Reparaturstelle.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen flexibleren Einsatz von Kanalrobotern bei der Reparatur von Rohrleitungsanschlüssen unter Verwendung von Schalungen und Blasen mit Heizvorrichtungen zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß bietet die Blase mit den Merkmalen des Anspruchs 1 eine Lösung für die erwähnte Problemstellung. Die Blase ermöglicht den gewohnten flexiblen Einsatz von Schalung und Blase mit einem langsam härtenden Abdichtmittel und bietet einen autonomen Heizprozess an, welcher den Roboter für parallele Arbeiten frei lässt. Demnach umfasst die Blase, welche zur Erzeugung einer inwendigen Verschalung einer Rohrleitung, insbesondere eines Abwasserkanals, vorgesehen ist, eine Luftkammer, welche durch ein Ventil befüllt oder geleert werden kann und eine dehnbare Außenwand mit Heizvorrichtung. Die Heizvorrichtung wiederum ist mit einer autonomen Energieversorgungsquelle verbunden, welche die Heizvorrichtung unabhängig und lokal mit Energie versorgt. Die Heizvorrichtung, welche direkt in der Außenwand integriert ist, bietet eine optimale Wärmeübertragung zum Abdichtmittel.
Durch die autonome Energieversorgung der Heizvorrichtung kann der Kanalroboter, welcher bisher die Stromversorgung von Heizvorrichtungen zur Verfügung gestellt hat, von der Schalung und Blase abgetrennt bzw. abgezogen und beispielsweise für andere Aufgaben eingesetzt werden, während die Blase selbstständig heizt und das Abdichtmittel aushärtet. Dies erhöht die Flexibilität des verwendeten Kanalroboters und die Qualität der Reparaturstelle, da hier das Abdichtmittel auch in der Abzweigleitung beheizt wird.
Nach dem Aushärten des Abdichtmittels kann der Kanalroboter wieder an die Blase und Schalung angekoppelt werden, um mit den Reparaturarbeiten fortzufahren bzw. Blase und Schalung wieder abzubauen.
Die Blase ist als Durchgangsblase ausgebildet, was die Verwendung bei durchflussstarken Leitungen ermöglicht, ohne diese zu verstopfen. Dabei wird der Durchgang nicht wie in der Praxis üblich durch ein Rohr, sondern durch einen flexiblen, druckstabilen Schlauch, zum Beispiel durch einen Spiralschlauch, gestützt. Ein flexibler Schlauch erleichtert das Einbringen der Blase in die Anschlussleitung. Um zusätzlich die Länge der drucklosen Blase zu verringern, kann der Spiralschlauch in seiner Länge gestaucht in dem Durchgang verbaut sein.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass mehrere Heizelemente, welche üblicherweise nicht flexibel sind, in länglicher Form mit flexiblen Kabelstücken verbunden sind. Die so entstandene Heizvorrichtung in Schlangenform wird um die Blase herum gelegt und durch eine zusätzliche Ummantelung geschützt. Die Ummantelung wiederum wird nur ringförmig an ihren Enden an die Außenwand der Blase geklebt, dadurch ergibt sich für die Heizvorrichtung eine eigene Kammer, in der die Heizvorrichtung lose liegt und sich beim Aufblasen der Blase mit strecken kann. Die Energieversorgung über ein Kabel verläuft ebenfalls auf der dehnbaren Außenwand und wird bis zur Stirnseite der Blase (in der Nähe des Ventils) durch einen aufgeklebten Flicken geschützt.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Blase von der Energieversorgungsquelle mechanisch, zum Beispiel durch einen Stecker, getrennt werden kann. Dies ist notwendig, wenn die Energieversorgungsquelle an der Schalung befestigt ist und die Blase unabhängig von der Schalung entfernt werden muss. Der Stecker kann mit dem Roboter durch Ziehen am Kabel geöffnet werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Energieversorgungsquelle mit mindestens einem Schalter ausgestattet ist, der vorzugsweise ein Reedschalter ist, welcher nur mit einem Magnet, der an der Blasen- und Schalungstragevorrichtung am Roboter befestigt ist, geschalten werden kann. Damit werden die Energieversorgung und das Heizen ein- oder ausgeschalten.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das der aktive Heizprozess und Ladeprozess durch eine optische Anzeige, zum Beispiel eine LED, angezeigt wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Energieversorgung inklusive der Ein- Ausschaltelektronik in der Blase, zum Beispiel als längliches Paket hinter dem Ventil oder ringförmig um den Durchgang an der Stirnseite der Blase, an der das Ventil befestigt ist, angebracht wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Luftkammer durch einen in sich umgestülpten Schlauch erzeugt wird, dessen Enden mit Kontaktkleber an einem gummiartigen Strukturteil angeklebt sind. Dadurch erreicht man die höchste Flexibilität der Durchgangsblase, da keine starren Stützringe oder Klemmringe (ähnlich wie Schlauchschellen) zum Abdichten des Schlauchs benötigt werden. Zudem verringert sich das Gewicht, da diese Teile eingespart werden, was die Düsennadel, mit welcher die Blase im Kanal transportiert und positioniert wird, schont. Das Ventil oder die Ventile gehen in diesem Fall durch das gummiartige Strukturteil.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Außenwand der Blase unterschiedliche Wandstärken aufweisen kann, wodurch sie sich nicht in der üblichen runden Form, sondern länglich oder zumindest eiförmig aufbläst.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Heizung von außen auf die Außenwand gelegt wird und mit einer zusätzlichen Ummantelung geschützt wird. Die Ummantelung wird allerdings nicht flächig, sondern nur am oberen und unteren Ende mit der Außenwand verklebt, dadurch ergibt sich eine Kammer für die Heizvorrichtung, welche so locker in der Kammer liegt und ihre Flexibilität beim Dehnen voll nutzen kann. Die Verbindung zur Energieversorgungsquelle wird ebenfalls durch einen Flicken geschützt.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Energieversorgungsquelle mehrere Anschlüsse hat, um die Verbindung zur Blase durch einfaches Umstecken zu ermöglichen. Dies könnte nötig sein, wenn die Energieversorgungsquelle an der Schalung montiert ist und das Kabel nicht direkt vor der Kamera hängen soll. Des Weiteren kann durch die Anschlüsse die Akkukapazität erweitert werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Spiralschlauch im Durchgang der Blase in seiner Länge gestaucht verbaut wird. So ist die Blase in ihrer Länge zwar etwas in die Länge gestreckt, aber dennoch gesamthaft kürzer, als wenn der Spiralschlauch auf der Rückseite der Blase überstehend ist. Das überstehende Ende des Spiralschlauchs wäre notwendig, da sich die Blase beim Aufblasen in einem Rohr nur länglich ausdehnen kann und in diesem Falle, der aufblasbare Teil der Blase, hinter einem zu kurzem Spiralschlauch den Durchgang wieder verschließen würde.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Heiztemperaturgeregelt ist. Durch eine zu hohe Temperatur würde das Epoxidharz und der Gummi der Blase beschädigt werden. Durch gezieltes Heizen können diese Beschädigungen verhindert werden.
Zum Stand der Technik ist die DE 199 60 831 A1 bekannt, welche ein Sanierungsverfahren mit erhitztem Schmelzkleber beschreibt. Das Erhitzen des Klebers geschieht hier jedoch vor dem Verfüllen hinter die Schalung.
Zum Stand der Technik ist die DE 10 2020 104 640 A1 bekannt, welche eine Heizvorrichtung im Dehnkörper beschreibt, wobei die technische Realisierung nicht definiert oder ersichtlich ist.
Zum Stand der Technik ist die DE 40 21 456 A1 bekannt, in dem ein Verfahren mit einem schlauchförmigen Träger zum Transportieren eines mit aushärtbarem Kunstharz getränkten Auskleideschlauchstücks beschrieben wird, wobei die beschriebene Vorrichtung für den Transport, im Anspruch 5 ein Tragrohr ist. Ein Rohr bietet jedoch keine axiale Flexibilität.

1 zeigt die Blase mit der Energieversorgungseinrichtung und wesentlichen Elementen dieser beiden Hauptkomponenten. Die dargestellte Verbindung 12 wird im tatsächlichen Gebrauch ein Spiralkabel sein. Die Energieversorgungsquelle 2 wird mit der Akkubefestigung 14 an der Schalung 13 befestigt und wird durch die Gleitauflagen 15 beim Zusammenrollen der Schalung 13 durch die Zahnstangen 18 ebenfalls mit eingeklappt.
2 zeigt die Blase im Schnitt, um den inneren Aufbau, insbesondere den Luftdurchgang vom Ventil 6 durch das gummiartige Strukturteil 21 in die Luftkammer 4 zu zeigen. Ebenfalls ist in 2 die Kammer für die Heizvorrichtung 7 zu erkennen, welche durch die aufgeklebte Ummantelung 11 erzeugt wird. Das außen verlaufende Schlauchende wird umgeklappt an das gummiartige Strukturteil 21 geklebt, um die nutzbare, ausdehnbare Länge der Blase 1 zu erhöhen. Zudem wird die Klebefläche so weniger belastet.
3 zeigt den schematischen Aufbau der Heizvorrichtung, wie sie aus mehreren zusammengesetzten Heizelementen 19 zu einer gesamten flexiblen Heizvorrichtung mit Verbindung 12 zur Energieversorgungsquelle 2 ausgebildet ist.
4 zeigt die Einbausituation von Schalung 13, Blase 1 und Energieversorgungseinrichtung 2 an einer Reparaturstelle, wobei auch hier die Verbindung 12 von Blase 1 und Energieversorgungseinrichtung 2 ein schematisch dargestelltes Kabel ist, welches tatsächlich ein Spiralkabel sein wird.
5 zeigt eine Teilexplosion der Blase 1 mit dem gummiartigen Strukturteil 21, der Ventile 6 und den Ventilhülsen 22.

Bezugszeichenliste

1: Blase
2: Energieversorgungsquelle
3: Außenwand
4: Luftkammer
5: Durchgang
6: Ventil
7: Heizvorrichtung
8: Schalter
9: druckstabiler Schlauch
10: Optische Anzeige
11: Ummantelung
12: Verbindung
13: Schalung
14: Akkubefestigung
15: Gleitauflage
16: Hauptleitung
17: Abzweigung
18: Zahnstange
19: Heizelement
20: Flexible Verbindung
21: Strukturteil
22: Ventilhülse

Claims

Blase (1) zur Sanierung von Rohrleitungen oder Mündungsbereichen von Rohrleitungen, bestehend aus einer dehnbaren Außenwand (3) und mindestens einem Ventil (6) zum Befüllen oder Entlüften der Luftkammer (4), wobei die Blase (1) mindestens einen Durchgang (5) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang (5) einen axial flexiblen, radial druckstabilen Schlauch (9) besitzt und dass die dehnbare Außenwand (3) mit einer flexiblen Heizvorrichtung (7) versehen ist, die mit einer autonomen Energieversorgungsquelle (2) verbunden ist, welche die Heizvorrichtung (7) unabhängig von einer externen Energieversorgung autonom und lokal mit Energie versorgt.
Blase (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (7) aus einem oder mehreren Heizelementen (19) besteht, welche mit flexiblen Verbindungen (20) verbunden sind.
Blase (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (7) nur den Bereich der dehnbaren Außenwand (3) abdeckt, der bei der Sanierung mit dem Abdichtmittel in Kontakt kommt.
Blase (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsquelle (2) mindestens einen Schalter (8) umfasst, welcher die Energieversorgung für die Heizvorrichtung (7) aktiviert oder deaktiviert.
Blase (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schalter (8) ein Reedschalter ist, welcher im Gehäuse der Energieversorgungsquelle (2) versteckt ist und nur durch einen Magnet betätigt werden kann.
Blase (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Anzeige (10) die aktive Energieversorgung oder das Heizen anzeigt.
Blase (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsquelle (2) mit oder ohne Schalter (8) innerhalb des äußersten Hüllkreises der Blase (1) positioniert ist.
Blase (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsquelle (2) von der Blase (1) mit Heizvorrichtung (7) mechanisch voneinander getrennt werden kann.
Blase (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufblasbare Luftkammer (4) um den Durchgang (5) durch einen in sich umgestülpten Schlauch erzeugt wird, wobei die Schlauchenden miteinander verklebt sind oder an ein Strukturteil (21) geklebt sind oder durch von innen und außen montierte Spannelemente an einem Strukturteil (21) luftdicht geklemmt sind.
Blase (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (7) von innen oder außen an die Außenwand (3) angebracht ist.
Blase (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (3) im Bereich des größten Ausdehnungsdurchmessers eine dickere Wandstärke besitzt, wodurch sich die Blase (1) eiförmig oder zylindrisch ausdehnt.
Blase (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (7) in einer eigenen Kammer in oder auf der dehnbaren Außenwand (3) liegt, wobei die Kammer durch eine zusätzliche Ummantelung (11) oder einen Flicken erzeugt wird, welcher nur an seinen Außenkanten angeklebt ist.
Blase (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsquelle (2) ein Akku ist, welcher mehrere Anschlüsse zum Laden, Entladen oder Erweitern hat.
Blase (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spiralschlauch den axial flexiblen, radial druckstabilen Schlauch (9) bildet, wobei der Spiralschlauch in seiner Länge gestaucht ist und so mit dem Anfang und Ende des Durchgangs (5) der Blase (1) verbunden ist, wodurch eine längliche Streckung beim Aufblasen ermöglicht wird ohne dass die Luftkammer (4) sich hinter den druckstabilen Schlauch (9) ausdehnt und den Durchgang (5) verschließt, wenn die Ausdehnung in einem Rohr geschieht.
Blase (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der Luftkammer (4) ein Ring montiert ist und am Ende des druckstabilen Schlauchs (9) ein Mitnehmer angebracht ist, welcher den druckstabilen Schlauch (9) bei einer länglichen Ausdehnung mitnimmt und so verhindert, dass sich die Luftkammer (4) bis hinter den druckstabilen Schlauch (9) ausdehnen kann und so den Durchgang (5) verschließt, wenn die Ausdehnung in einem Rohr geschieht.
Blase (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heiztemperatur geregelt ist.
Verfahren zum Reparieren von Rohrleitungen, insbesondere von Rohrabzweigungen mit einer Hauptleitung (16) und einer Abzweigung (17) mittels einer Schalung (13) und einer Blase (1) mit Heizvorrichtung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energie für die Heizvorrichtung (7) von einer autonom mitgeführten Energieversorgungsquelle (2) kommt und durch einen Schalter (8) aktiviert werden kann, mit den folgenden Schritten: - Platzieren und Installieren der Schalung (13) und Blase (1) an der zu reparierenden Stelle, wobei die Blase (1) in der Abzweigung (17) steckt und durch die Öffnung in der Schalung (13) reicht; - Abkoppeln des Kanalroboters von der Schalung (13); - Einleiten eines Abdichtmittels, insbesondere eines Epoxidharzes, durch eine Öffnung in der Schalung (13) in einen Zwischenraum zwischen Hauptleitung (16), Abzweigung (17), Schalung (13) und Blase (1); - Heizvorrichtung (7) in der Blase (1) durch einen Schalter (8) an der Energieversorgungsquelle (2) aktivieren; - Abbauen und Abtransportieren der Blase (1) und der Schalung (13) mittels eines Kanalroboters.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest so lange geheizt wird, bis das Abdichtmittel an der Kontaktfläche mit der Blase (1) ausgehärtet ist.