DE19700785C1 - Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundschlauches - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundschlauches, der einen inneren Folien­ schlauch und eine diesen umgebende Faserschicht auf­ weist.

Bei der Sanierung und Reparatur von im Erdboden verleg­ ten Kanalrohren ist es bekannt, in das Kanalrohr einen Verbundschlauch einzuziehen, den Verbundschlauch an den Enden abzudichten und mit Luft oder einer Flüssigkeit aufzublasen, so daß er sich unter Aufweitung an die Kanalrohrwandung anlegt. In diesem Zustand kann eine UV-Lichtquelle oder eine andere Härtevorrichtung durch den Verbundschlauch hindurchgezogen werden, um ihn im gedehnten Zustand zu härten. Der Verbundschlauch bildet dann eine Rohrauskleidung, die sich gut an die Rohrwan­ dung anlegt und eine durchgehende dichte Beschichtung von hoher Festigkeit darstellt.

Verbundschläuche für die Kanalsanierung enthalten über einem Folienschlauch eine relativ dicke Faserschicht, die mit einem nicht ausgehärteten Kunstharz getränkt ist. Daher kann die Faserschicht nach dem Einziehen der Verbundfolie in das Kanalrohr sehr stark gedehnt bzw. aufgeweitet werden, bevor das Lichthärten erfolgt.

Zur Herstellung eines derartigen Verbundschlauches ist in DE 43 26 503 C2 eine Vorrichtung beschrieben, bei der auf einen Dorn eine Folienbahn schraubenförmig ge­ wickelt wird, um einen Folienschlauch zu erzeugen. Auf diesen Folienschlauch wird anschließend eine Faserma­ terialbahn ebenfalls schraubenförmig aufgewickelt und schließlich wird über der Fasermaterialbahn eine aus Folie bestehende Deckschicht erzeugt. Die verschiedenen Bahnen, aus denen der Schlauch gewickelt wird, werden von Rollen abgezogen, die an einer um die Achse des Dornes rotierenden Wickelvorrichtung gelagert sind. Mit dieser bekannten Vorrichtung ist es schwierig, Verbund­ schläuche herzustellen, die den nötigen Dichtungsanfor­ derungen entsprechen. Da der Verbundschlauch in dem Kanalrohr durch Innendruck aufgeweitet wird, ist es außerordentlich wichtig, daß er absolut dicht ist. An­ derenfalls würde Druckmedium durch den Schlauch ent­ weichen und ein pralles Aufblasen und Aufweiten des Verbundschlauchs wäre nicht möglich. Da der innere Fo­ lienschlauch als Wickelschlauch hergestellt wird, er­ geben sich an den Rändern der Folienbahn Undichtig­ keiten. Solche Undichtigkeiten entstehen auch bei dem Außenschlauch. Die Faserschicht ist ohnehin luftdurch­ lässig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zur Herstellung eines Verbundschlauches zu schaf­ fen, mit der ein druckdichter Verbundschlauch konti­ nuierlich im Durchlaufverfahren endlos hergestellt wer­ den kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Dornvor­ richtung, die den inneren Folienschlauch während des Wickelprozesses der Faserschicht abstützt, schwimmend in dem Folienschlauch gehalten. Da der Folienschlauch in Längsrichtung bewegt ist, ist es erforderlich, die Dornvorrichtung an der Mitbewegung zu hindern, so daß sie stets an der vorgesehenen Stelle im Wickelbereich verbleibt. Zu diesem Zweck weist die Dornvorrichtung ferner eine an der Innenseite des Folienschlauchs an­ greifende Antriebseinrichtung auf. Diese Antriebsein­ richtung bewegt die Wickelvorrichtung entgegen der Ab­ zugsrichtung des Folienschlauchs. Ihre Antriebsge­ schwindigkeit ist so geregelt, daß die Dornvorrichtung ihre Position in Bezug auf die Wickelvorrichtung stets beibehält. Diese Regelung kann in Abhängigkeit von einem Sensor erfolgen, der die Position der Dornvor­ richtung in Bezug auf einen Festpunkt ermittelt und entsprechende Signale an die Dornvorrichtung übermit­ telt, um die Geschwindigkeit der Antriebseinrichtung zu regeln. Dieser Sensor, der die Position der Dornvor­ richtung feststellt, kann beispielsweise ein Ultra­ schallsensor sein. Vorzugsweise arbeitet der Sensor jedoch induktiv, indem er den Abstand eines Metallteils zu der Dornvorrichtung von einem äußeren Magneten fest­ stellt. Hierbei kann es sich um denselben Magneten han­ deln, der die Energie von außen auf die Dornvorrichtung überträgt.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß durch die Dornvorrichtung keine Gleitreibung an dem Folienschlauch hervorgerufen wird und daß daher auch nicht die Gefahr von Beschädigungen des Folienschlauchs besteht.

Der innere Folienschlauch kann kontinuierlich über die Dornvorrichtung gezogen werden, während er mit dem Fa­ sermaterial umwickelt wird. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß der innere Folienschlauch aus einem naht losen Schlauch bestehen kann, der eine hohe Sicher­ heit gegen Undichtigkeiten bietet. Dieser Folien­ schlauch kann zuvor separat hergestellt und zu beliebig großen Vorratsrollen aufgewickelt sein. Der Folien­ schlauch wird anschließend über die Dornvorrichtung gezogen, die ihn während des Wickelns auseinanderhält.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Magnetvorrichtung eine induktive Übertra­ gungsvorrichtung auf, die die Dornvorrichtung mit Strom versorgt.

Die Induktionsvorrichtung kann ferner dazu vorgesehen sein, auch die Größe des Luftspaltes zwischen dem äußeren und dem inneren Teil der Magnetvorrichtung auf einen konstanten Wert zu regeln, so daß auch die ra­ diale Lage der Dornvorrichtung bzw. ihre Schwebehöhe konstantgehalten wird, ohne daß der Folienschlauch außen abstützend berührt werden muß.

Die Antriebseinrichtung kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung mehrere durch eine Spreiz­ vorrichtung auseinandergedrückte Rollen aufweisen. Die Spreizvorrichtung stellt sicher, daß die Antriebsein­ richtung mit genügender Anpreßkraft gegen den Folien­ schlauch drückt. Wenn beispielsweise festgestellt wird, daß an der Antriebseinrichtung Schlupf auftritt, wird die Spreizvorrichtung in der Weise betätigt, daß sie die Rollen stärker auseinanderdrückt.

Zweckmäßigerweise ist die Induktionsvorrichtung nur in demjenigen Bereich vorhanden, der im Bewegungsweg des Folienschlauchs stromauf von dem Wickelbereich angeord­ net ist. Dies hat den Vorteil, daß der von der Magnet­ vorrichtung zu überbrückende Luftspalt im wesentlichen nur auf die Stärke des Folienschlauchs beschränkt sein kann und daß die Stärke der Faserschicht keinen Einfluß auf die Größe des Luftspalts hat.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeich­ nungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher er­ läutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Dornvorrichtung entlang der Linie II-II von Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den fertiggestellten Verbundschlauch nach dem Aufbringen eines um­ hüllenden äußeren Folienschlauches, und

Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung weist eine Vorratsrolle auf, auf die ein nahtloser Fo­ lienschlauch 11 aufgewickelt ist, der z. B. im Blasver­ fahren hergestellt ist und beispielsweise aus Polyester besteht und eine Wandstärke von etwa 100 µm hat. Dieser Folienschlauch 11 wird von der Vorratsrolle 10 abge­ zogen. In den Folienschlauch 11 ist eine Dornvorrich­ tung 12 eingeführt, die den Folienschlauch öffnet und spannt. Die Dornvorrichtung 12 ist von einer Wickelvor­ richtung 13 umgeben, an der mehrere Fasermaterialbahnen 14, 15, 16 um den Folienschlauch herumgewickelt werden. Die Fasermaterialbahnen bestehen jeweils aus einem Faserband mit Fasern aus Glas, Kohle, Aramid und/oder Kevlar, das mit Polyester- oder Vinylesterharz getränkt ist, welches unter Einwirkung von Licht oder UV-Strah­ lung härtet. Das Tränkungsharz befindet sich im unge­ härteten Zustand. Die Fasermaterialbahnen werden je­ weils von einer Rolle 17, 18, 19 abgezogen, welche an einem Ring 20 gelagert sind, der die Dornvorrichtung 12 umgibt. Die einzelnen Vorratsrollen sind gemäß Fig. 1 mit schräg verlaufenden Rollenachsen an dem Ring 20 gelagert, so daß ihre Fasermaterialbahnen 14, 15, 16 schraubenförmig auf den Folienschlauch 11 gewickelt werden, um dort eine Faserschicht von gleichmäßiger Stärke zu bilden. Der Ring 20 der Wickelvorrichtung 13 ist mit seiner Außenfläche zwischen umfangsmäßig ver­ teilten Rollen 21 gelagert.

Der mit der Faserschicht umwickelte Folienschlauch 11a wird nach dem Verlassen der Dornvorrichtung 12 flachge­ legt und mit einem Hüllschlauch umgeben, der aus zwei entlang ihrer Längskanten miteinander verschweißten Folienbahnen bestehen kann.

Der fertige Verbundschlauch 22 ist in Fig. 3 darge­ stellt. Er besteht aus dem inneren Folienschlauch 11, einer Faserschicht 23 mit einer Stärke zwischen 2 und 10 mm und dem Hüllschlauch 24, dessen beide Folienbah­ nen entlang der Längskanten durch Schweißnähte 25 mit­ einander verbunden sind. Der innere Folienschlauch 11 sorgt beim Aufblasen des Verbundschlauches 22 für die erforderliche Dichtigkeit. Durch das Aufblasen im In­ nern eines zu sanierenden Kanalrohres wird der Ver­ bundschlauch 22 radial gedehnt, wodurch sich die Hüll­ schicht 24 gegen die Rohrwand legt. Dann wird eine Lichtquelle oder UV-Lichtquelle durch das Innere des Verbundschlauchs hindurchgezogen, wodurch das Harzma­ terial der Faserschicht 23 gehärtet wird, so daß der Verbundschlauch zu einem starren Rohr wird. Das Mate­ rial des Folienschlauchs 11 ist für die Härtungsstrah­ lung durchlässig. Der Folienschlauch 11 kann schließ­ lich aus dem Rohr herausgezogen werden.

Erfindungsgemäß enthält die Dornvorrichtung 12, die bei dem Aufbringen des Fasermaterials auf den Folien­ schlauch 11 als Wickeldorn dient, eine an der Innen­ seite des Folienschlauchs angreifende Antriebsvorrich­ tung 26, die den Folienschlauch von der Vorratsrolle 10 abzieht und andererseits dafür sorgt, daß die Dorn­ vorrichtung ihre vorgesehene Stelle im Innern der Wickelvorrichtung 13 beibehält. Die Dornvorrichtung 12 ist ein schwimmender Dorn, der vollständig im Innern des Folienschlauchs 11 angeordnet ist und keine physische Verbindung mit irgendeinem außerhalb des Schlauchs befindlichen Teil hat. Die Dornvorrichtung 12 bewegt sich infolge der Antriebsvorrichtung 26, bezogen auf den Folienschlauch 11, in Gegenrichtung zur Bewe­ gungsrichtung des Folienschlauchs und zwar mit dersel­ ben Geschwindigkeit, mit der der Folienschlauch 11 die Wickelvorrichtung 13 durchläuft.

Die Antriebsvorrichtung 26 besteht aus Transportriemen 27, 28, 29, 30, von denen jeder um zwei Riemenscheiben 31, 32 umläuft. Mindestens einer dieser Riemenscheiben ist von einem (nicht dargestellten) Motor angetrieben. Die Förderriemen 27 bis 30 sind umfangsmäßig verteilt angeordnet, so daß sie den Folienschlauch 11 auseinan­ derspreizen. In den Segmenten zwischen jeweils zwei Förderriemen können Stützflächen 33 (Fig. 2) ange­ ordnet sein.

Jeweils zwei einander gegenüberliegende Riemenförderer werden durch eine Spreizvorrichtung 34 auseinanderge­ drückt. Diese besteht hier aus zwei Lenkern 35, 36, die um einen festen Gelenkpunkt 37 der Dornvorrichtung 12 schwenkbar sind und von einem Stellglied 38 auseinander­ gedrückt werden. An jedem Ende eines Lenkers 35, 36 ist eine der Riemenrollen 31 bzw. 32 gelagert. Das Stell­ glied 38 bewirkt ein Auseinanderdrücken der betref­ fenden Förderbänder, so daß diese gegen die Innenseite des Folienschlauchs 11 gedrückt werden.

Die Dornvorrichtung 12 wird durch Induktionsvorrich­ tungen 41, 42 mit Antriebsenergie versorgt. Jede der Induktionsvorrichtungen weist einen außerhalb des Fo­ lienschlauchs 11 angeordneten feststehenden äußeren Magneten 39 auf, bei dem es sich um einen mit Wechsel­ strom gespeisten Elektromagneten handelt, und ein im Innern der Dornvorrichtung 12 angeordnetes Induktions­ teil 40. Das Induktionsteil 40 weist eine Spule auf, in der von dem äußeren Magneten 39 ein Wechselstrom indu­ ziert wird, der - ggf. nach Umformung oder Gleichrich­ tung - zur Speisung der elektrischen Verbraucher der Dornvorrichtung 12 benutzt wird. Die Induktionsvorrich­ tungen 41, 42 werden zugleich als Sensoren benutzt, die die Position der Dornvorrichtung 12 in Bezug auf die Magneten 39 feststellen. Verschiebt sich nämlich das Induktionsteil 40 gegenüber dem zugehörigen Magneten 39, so wird hierdurch die induktive Kopplung ver­ schlechtert. Diese Veränderung des Kopplungsfaktors wird von einem (nicht dargestellten) Regler in der Dornvorrichtung 12 erkannt und daraufhin wird die Ge­ schwindigkeit der Förderriemen 27-30 in der Weise ver­ ändert, daß die Dornvorrichtung 12 ihre vorgesehene Sollposition wieder einnimmt. Die Regelung der Sollpo­ sition der Dornvorrichtung kann auch durch Funksignale erfolgen, die außerhalb des Folienschlauchs erzeugt und von einem in der Dornvorrichtung 12 angeordneten Em­ pfänger empfangen werden.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Fo­ lienschlauch 11 im Bereich der Dornvorrichtung 12 be­ rührungslos gelagert. Die Induktionsvorrichtungen 41, 42 dienen nämlich zugleich als Magnetlager, die durch ge­ eignete Regelung der Erregerströme der Magnete einen vorbestimmten Abstand zwischen den Magneten 39 und den zugehörigen Induktionsteilen 40 einhalten. Dieses elek­ tromagnetische Schwebebahnprinzip wird dazu benutzt, die Dornvorrichtung 12 in schwebendem Zustand zu hal­ ten, ohne daß der Folienschlauch 11 eine Abstützvor­ richtung berührt.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, sind jeweils zwei Mag­ nete 39 um etwa 45° über den Umfang des Folienschlauchs 11 versetzt angeordnet, so daß sie mit den zugehörigen Induktionsteilen 40 eine Art Mulde bilden, in der die Dornvorrichtung 12 zentriert wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 sind Induktions­ vorrichtungen 41 an beiden Enden der Dornvorrichtung 12 angeordnet, um die Dornvorrichtung abzustützen. Dabei haben die Induktionsvorrichtungen 41, die stromabwärts angeordnet sind, einen relativ großen Luftspalt, weil zwischen den Magneten 39 und den zugehörigen Induk­ tionsteilen 40 nicht nur der Folienschlauch 11 vorhan­ den ist, sondern auch die Faserschicht. Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem Induktionsvorrich­ tungen 41 nur an dem stromaufwärtigen Ende der Dornvor­ richtung 12 angeordnet sind, während das stromabwärtige Ende durch Stützrollen 43 oder andere berührende Ab­ stützmittel abgestützt ist. Die Induktionsvorrichtung 41 befindet sich also ausschließlich vor dem Wickelbe­ reich.

Abweichend von den dargestellten Ausführungsbeispielen besteht auch die Möglichkeit, die Dornvorrichtung 12 außerhalb des Folienschlauchs 11 ausschließlich berüh­ rend mit Rollen u. dgl. abzustützen und einen Sensor vorzusehen, der die axiale Position der Dornvorrichtung erkennt und in Abhängigkeit davon die Antriebsvorrich­ tung 26 steuert. Die Antriebsvorrichtung 26 muß auch nicht notwendigerweise aus Förderriemen bestehen, son­ dern es können auch Rollen oder Rollengruppen vorge­ sehen sein.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Herstellung eines Verbund­ schlauches (22), der einen inneren Folienschlauch (11) und eine diesen umgebende Faserschicht (23) aufweist, mit einer Dornvorrichtung (12), über die der Folienschlauch (11) kontinuierlich bewegt wird, und einer die Dornvorrichtung (12) umgeben­ den Wickelvorrichtung (13) zum Aufbringen von Fa­ sermaterialbahnen (14, 15, 16) auf den Folien­ schlauch (11), dadurch gekennzeichnet, daß die Dornvorrichtung (12) eine an der Innen­ seite des Folienschlauchs (11) angreifende An­ triebseinrichtung (26) aufweist, deren Laufge­ schwindigkeit derart geregelt ist, daß die Dorn­ vorrichtung (12) ihre Position in Bezug auf die Wickelvorrichtung (13) beibehält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß für die Energieübertragung zu der Dorn­ vorrichtung (12) mindestens eine Induktionsvor­ richtung (41, 42) vorgesehen ist, die einen fest­ stehenden äußeren Magneten (39) und ein an der Dornvorrichtung befestigtes Induktionsteil (40) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens eine Induktionsvor­ richtung (41, 42) vorgesehen ist, die einen fest­ stehenden äußeren Magneten (39) und ein an der Dornvorrichtung (12) befestigtes Induktionsteil (40) aufweist und derart geregelt ist, daß sie die Dornvorrichtung (12) schwebend über dem äußeren Magneten (39) hält.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (26) mehrere an der Innenseite des Folienschlauchs (11) angreifende Förderriemen (27-30) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (26) mehrere durch eine Spreizvorrichtung (38) auseinandergedrückte Rollen (31, 32) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Induktionsvorrich­ tung (41) nur in demjenigen Bereich vorhanden ist, der im Bewegungsweg des Folienschlauchs (11) stromauf von dem Wickelbereich angeordnet ist.