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Die Erfindung betrifft einen Auskleidungsschlauch zur Sanierung von defekten Kanalschächten gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Auf dem Gebiet der grabenlosen Sanierung von defekten Rohrleitungen, wie z.B. defekten Abwasserkanälen, werden zunehmend Auskleidungsschläuche eingesetzt, die eine oder mehrere Lagen aus einem mit einem flüssigem Reaktionsharz getränkten Glasfaserlaminat aufweisen, welches in Form von überlappend gewickelten oder gelegten Faserbändern um einen Innenfolienschlauch herum angeordnet ist. Auf der Außenseite ist das Laminat von einem Außenfolienschlauch umgeben, der einen Austritt von schädlichen Substanzen, insbesondere von Styrol, aus dem Reaktionsharz in das Erdreich verhindert. Die Auskleidungsschläuche, die auch als Inliner bezeichnet werden, werden in einen zu sanierenden Kanal eingezogen, nach dem Einziehen an ihren Enden mit Hilfe von Packern verschlossen und mittels Druckluft expandiert und durch Licht einer UV-Strahlungsquelle, oder alternativ durch Einleiten von Heißdampf, ausgehärtet.
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Ein zuvor genannter Auskleidungsschlauch ist beispielsweise aus der
WO-A 95/04646 bekannt.
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Um beim Expandieren der Auskleidungsschläuche eine bestmögliche Anlage derselben an die Kanalinnenwände zu erhalten, welche die Grundvoraussetzung für eine hohe maximale mechanische Belastbarkeit darstellt, werden diese üblicherweise mit einem Außendurchmesser gefertigt, der 5 bis 10 % geringer ist als der Innendurchmesser DN des zu sanierenden Kanalrohrs. Dieses geringfügige Untermaß führt aufgrund der zusätzlichen Dehnung des Auskleidungsschlauchs beim Expandieren zu einer verbesserten Oberflächengüte des ausgehärteten Laminats und erlaubt es, geringfügige Durchmesseränderungen eines Kanalrohrs auszugleichen. Eine Dehnbarkeit von mehr als 10 % ist bei den bekannten Auskleidungsschläuchen des Standes der Technik, wie beispielsweise denen der
WO-A 95/04646 , hingegen nicht möglich, da sich hierdurch die Gefahr ergibt, dass die empfindliche transparente Innenfolie überdehnt und beschädigt wird, sodass die beim Expandieren eingeleitete Druckluft durch die beschädigte Innenfolie hindurch in das Laminat austritt und das flüssige Reaktionsharz an der entsprechenden Stelle ausbläst. Dies führt nach dem Aushärten des Reaktionsharzes in der Regel zu einer mechanischen Schwachstelle und Undichtigkeit, die, wenn überhaupt, nur mit großem Aufwand ermittelt und beseitigt werden kann.
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Auf der anderen Seite ist es jedoch in der Praxis ebenfalls nicht möglich, die zuvor beschriebenen Auskleidungsschläuche mit einem Durchmesser zu fertigen, der größer als der Innendurchmesser des zu sanierenden Kanalrohres ist, da das Laminat und der Außenfolienschlauch in diesem Falle Falten schlagen, die im sanierten Kanal unerwünscht sind und die bei der Aushärtung mittels UV-Licht zu einer Schattenbildung fuhren, welche bei größeren Wanddicken eine vollständige Durchhärtung des Reaktionsharzes verhindert.
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Aus den zuvor genannten Gründen werden bei der Sanierung von Rohrleitungen mit einem Durchmesser DN zwischen 150 mm und 1000 mm mehr als 40 verschiedene Grund-Typen von Auskleidungsschläuchen mit einem jeweiligen Nenndurchmesser DN und einem jeweils speziell gefertigten Innenfolienschlauch benötigt, um für jeden Kanaldurchmesser einen optimal angepassten Auskleidungsschlauch bereitzustellen, der nach dem Einziehen, Expandieren und Aushärten eine maximale mechanische Festigkeit und Dichtheit garantiert. Es versteht sich, das das Vorhalten einer entsprechenden Anzahl von in der Regel nahtlosen Innenfolienschläuchen, sowie die auf diesem aufbauende individuelle Fertigung des Laminats mit einem entsprechenden Durchmesser einen großen logistischen Aufwand darstellt, der die Produktion der Auskleidungsschläuche teuer macht.
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Eine weitere Unzulänglichkeit der bekannten Auskleidungsschläuche ist darin zu sehen, dass Kanalrohre, bei denen sich der Innendurchmesser an einer sogenannten Haltung beispielsweise von DN 300 auf DN 400 sprunghaft ändert, mit den zuvor beschriebenen bekannten Auskleidungsschläuchen nur mit großen Unsicherheiten, bzw. mit großem Aufwand durch Einziehen und Verbinden zweier separater Auskleidungsschläuche mit einem entsprechenden Durchmesser auskleiden lassen.
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Kanalschächte müssen in gleicher Weise saniert werden wie Rohrleitungen. Es bietet sich an, dafür die gleichen Verfahren einzusetzen. Allerdings haben Kanalschächte gegenüber Rohrleitungen, wie Abwasserrohren, die Besonderheit, dass diese vertikal verlaufen und in ihrem Durchmesser nicht konstant sind. Kanalschächte, oder allgemein Schachtbauwerke haben in der Regel einen kürzeren oberen Abschnitt, der sich von der oberen Schachtöffnung aus in vertikaler Richtung nach unten erstreckt, einen sich daran anschließenden konischen Übergangsabschnitt und einen sich an den konischen Übergangsabschnitt anschließenden längeren unteren, üblicherweise zylindrischen Abschnitt mit einem großem Durchmesser, der sich bis zur Sohle des Schachtes hinab erstreckt. Der untere zylindrische Schachtabschnitt hat z.B. einen Durchmesser von 1.000mm, der sich über den konischen Übergangsabschnitt hinweg auf einen Durchmesser von z.B. 600mm im Bereich der oberen Öffnung verjüngt. Da Kanalschächte oder allgemein Schachtbauwerke keiner Norm unterliegen, existieren eine Vielzahl von unterschiedlichen Ausführungsformen, die sich in ihrer Länge, ihrem Durchmesser und der Konusform unterscheiden.
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Für die Sanierung von Kanalschächten wird seit langem die gleiche Technik eingesetzt, die auch bei der Sanierung der zuvor beschriebenen Rohrleitungen und Kanäle zum Einsatz gelangt. Obgleich die senkrechte Ausrichtung der Kanalschächte für den Einsatz eines zuvor beschriebenen Auskleidungsschlauchs für Rohrleitungen weniger problematisch ist, ergibt sich beim Einbau die Schwierigkeit, dass der Durchmessersprung zwischen dem oberen und dem unteren Kanalabschnitt sehr groß ist und von herkömmlichen Linern, die eine maximale Dehnung von bis zu 10 % des Grunddurchmessers erlauben, nicht abgedeckt werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass der empfindliche Innenfolienschlauch und auch die Wicklung des Glasfaserbandes überdehnt und dadurch beschädigt wird.
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Aus der
WO 2013/139892 A1 ist es in diesem Zusammenhang bekannt, Auskleidungsschläuche für die Sanierung von Kanalschächten auf einem Wickeldom mit endlicher Länge zu wickeln, der eine positive Form des Schachtbauwerks mit einem konischen Übergangsabschnitt ist. Obgleich die in der Weise hergestellten Auskleidungsschläuche eine Sanierung von Kanalschächten mit vergleichsweise großen Durchmessersprüngen von mehr als 50 % erlauben, besitzen diese die Unzulänglichkeit, dass für jede Ausführungsform ein individueller Wickeldom gefertigt werden muss, was die Herstellungskosten extrem erhöht.
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Auskleidungsschlauch zu schaffen, welcher es ermöglicht, Kanalschächte mit jeweils unterschiedlichen Innendurchmessern mit ein und demselben Auskleidungsschlauch zu sanieren.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Auskleidungsschlauch mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Nach dem der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken ist ein im Querschnitt kreisförmiger, zylindrischer Auskleidungsschlauch so ausgestaltet, dass er sich beim Expandieren an die unterschiedlichen Durchmesser eines Kanalschachts anpassen kann. Dies ermöglicht es, den Auskleidungsschlauch, wie in der
WO-A 95/04646 beschrieben, als endlosen Schlauch zu fertigen, so dass dieser vom Anwender vor Ort auf der Baustelle in mehrere einzelne Teilschläuche zerteilt werden kann, die jeweils eine der Tiefe des zu sanierenden Kanalschachts entsprechende Länge besitzen.
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Der Auskleidungsschlauch umfasst hierzu in gleicher Weise wie ein Auskleidungsschlauch zur Sanierung von herkömmlichen horizontal verlaufenden Kanälen und Rohrleitungen einen Innenfolienschlauch, auf welchem wenigstens eine Lage eines schraubenförmig gewickelten oder alternativ auch umfänglich gelegten Faserbandes, insbesondere eines Glasfaserbandes oder Glasfaservlieses angeordnet ist, welches mit einem flüssigen Reaktionsharz getränkt ist, das durch UV-Licht ausgehärtet werden kann. Darauf folgt bevorzugt ein in Längsrichtung orientiertes Glasfaserband (Längszugband), welches die Zugkräfte beim Einbau des nachfolgend auch als „Liner“ bezeichneten Auskleidungsschlauchs in einen Kanalschacht abträgt.
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Um die durch das harzgetränkte Faserband geformte, umfänglich geschlossene Schicht herum ist bevorzugt ein Außenfolienschlauch angeordnet, der eine der Lage aus Fasermaterial zugewandte Vlieslage aufweisen kann, die auf eine zur Bildung des Außenfolienschlauchs verwendete Kunststofffolie aufkaschiert ist. Um den Außenfolienschlauch herum, der bevorzugt aus einer Mehrlagenfolie mit einer Styrolbarriere gefertigt ist, insbesondere eine PE-PA-PE Folie, auf deren innenliegende PE-Lage die Vliesschicht durch einen Schmelzvorgang aufkaschiert ist, ist bevorzugt eine reißfeste, bevorzugt gewebeverstärkte Schutzfolie angeordnet, die einen Aufbau und Materialeigenschaften wie eine LKW-Plane oder eine reißfeste Verpackungsfolie besitzt, und deren Längsränder über die Länge des Auskleidungsschlauchs hinweg z.B. durch Klebeband oder einen aufgeschweißten oder aufgeklebten elastischen Folienabschnitt verbunden sind. Dieser elastische Folienabschnitt, der auch durch einen Streifen Klebeband mit einer entsprechenden Breite gebildet werden kann, wird beim Expandieren des Auskleidungsschlauchs nach Art einer Sollbruchstelle aufgetrennt und erlaubt dadurch eine radiale Dehnung des ansonsten reißfesten und nahezu nicht dehnbaren äußeren Schutzschlauchs auf den jeweiligen Innendurchmesser des Kanalschachts. Die Sollbruchstelle kann aber auch in anderer Form, z.B. als Perforation, in den überlappend aus einer, zwei oder mehr Folienbahnen durch randseitiges Verkleben, bzw. Verschweißen gebildeten Schutzschlauch, der nachfolgend auch als weiterer Außenfolienschlauch bezeichnet wird, eingebracht werden.
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Der Auskleidungsschlauch zeichnet sich dadurch aus, dass der Innenfolienschlauch einen sich in Längsrichtung desselben erstreckenden Verbindungsabschnitt besitzt, welcher zwei parallel zueinander verlaufende Umfangsabschnitte des Innenfolienschlauchs zu einem umfänglich geschlossenen Innenfolienschlauch mit einem definierten Nenndurchmesser DN verbindet, der bevorzugt dem Durchmesser des oberen ersten Schachtabschnitts entspricht. Der Verbindungsabschnitt umfasst erfindungsgemäß eine sich entlang des Innenfolienschlauchs erstreckende Sollbruchstelle, die durch Einbringen eines Druckmediums, insbesondere Druckluft in Umfangsrichtung auftrennbar ist, so dass sich der Innenfolienschlauch und die darauf angeordnete Lage aus Fasermaterial radial über den Nenndurchmesser des ungeöffneten Innenfolienschlauchs hinaus, der im Wesentlichen dem Durchmesser des ersten oberen kleineren Schachtabschnitts entspricht, um mehr als 10 %, bevorzugt mehr als 30 % bis auf den größeren Durchmesser des zweiten unteren Schachtabschnitts aufweiten kann. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der umfänglich geschlossene Innenfolienschlauch mit der ungeöffneten Sollbruchstelle bei der Herstellung des Auskleidungsschlauchs auf einer Wickelmaschine als Basisschlauch dienen kann, um den Faserbänder herumgewickelt werden, und der einen wohl definierten Nenndurchmesser DN besitzt und die Wickelzunge oder den Wickeldom der Wickelmaschine vor einem direkten Kontakt mit dem harzgetränkten Fasermaterial schützt.
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Dieser Innenfolienschlauch der eine große Laminatdehnung zulässt, ist damit die erste Schicht, um die die Lage aus Fasermaterial bei der bevorzugten Ausführungsform in bekannter Weise über einem inliegenden Wickeldom endlos gewickelt wird. So wird der Auskleidungsschlauch herkömmlich gefertigt, verpackt und zur Baustelle geliefert.
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Im Unterschied zu einem bekannten gewickelten Auskleidungsschlauch, der zur Sanierung von horizontal verlaufenden Kanälen und Rohrleitungen mit einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser eingesetzt wird, zeichnet sich der erfindungsgemäße Auskleidungsschlauch gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform, dadurch aus, dass die schlauchförmig um den Innenfolienschlauch herum angeordnete Lage aus Fasermaterial aus einem überlappend gewickelten Faserband geformt ist, welches gegenüber Faserbändern, die bei herkömmlichen Auskleidungsschläuchen eingesetzt werden, eine deutlich höhere Längsdehnung erlaubt. Diese erhöhte Längsdehnung, die in Längsrichtung betrachtet wenigstens 10 %, bevorzugt jedoch mehr als 30% oder gar 50% bezogen auf die Länge des ungedehnten Faserbandes betragen kann, ermöglicht es, dass die Glasfaserbänder der gewickelten Faserlage sich in radialer Richtung stärker ausdehnen können, so dass die Lage aus Fasermaterial ihren Durchmesser in radialer Richtung auf den jeweiligen Durchmesser des zweiten Schachtabschnitts erweitern kann, um sich an die Innenwand des erweiterten Schachtabschnitts anzulegen.
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Ein solches Glasfaserband mit hoher Längsdehnung herzustellen, ist im Stand der Technik bekannt. Beim Wickeln, bzw. Legen der harzgetränkten Faserbänder des erfindungsgemäßen Auskleidungsschlauchs wird dementsprechend berücksichtigt, dass sich aufgrund der hohen radialen Dehnung die Wanddicke des Laminats entsprechend verringert, so dass die Materialdicke der schraubenförmig übereinander gewickelten Faserbänder um ein entsprechendes Maß erhöht wird, um die Lage aus Fasermaterial mit einem entsprechenden Übermaß herzustellen, welches im fertigen Produkt nach dem Ausdehnen und Aushärten die geforderte Festigkeit gewährleistet.
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Die hohe Dehnbarkeit des oder der in der Lage aus Fasermaterial eingesetzten Faserbänder ist zudem auch bei erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuchen von Vorteil, bei denen die Lage aus Fasermaterial nicht gewickelt, sondern als Matte überlappend um den Innenfolienschlauch mit der daran geformten Sollbruchstelle herum gelegt wird.
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Wie von der Anmelderin weiterhin erkannt wurde, muss sich beim Einsatz eines Außenfolienschlauchs auch dieser entsprechend mehr radial dehnen, als bei einem herkömmlichen Auskleidungsschlauch. Dies kann entweder durch generell dehnfihigere Folien oder eine Soll- Dehnfuge erreicht werden, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung (
DE 10 2011 103 001 A1 ) beschrieben ist. Alternativ besteht die Möglichkeit, den Außenfolienschlauch, der nach dem Wickeln/Legen der Faserbänder und Aufbringen des Längszugbands aus zwei Flachfolien zu einem Schlauch verschweißt wird, generell etwas weiter, d.h. mit einem größeren Durchmesser zu schweißen, welcher den Durchmesser des ersten Kanalabschnitts mit kleinem Innendurchmesser überschreitet. Dazu kann z.B. die Flachfolie aus denen dieser Schlauch thermisch geschweißt wird, so breit gewählt werden, dass deren Flachbreite in Summe dem Durchmesser des zweiten Schachtabschnitts mit vergrößertem Innendurchmesser entspricht. Damit dieser, mit einem zusätzlichen Übermaß von z.B. 50% geschweißte Außenfolienschlauch beim Transport zur Baustelle und beim Einziehen in einen Kanalschacht gut handhabbar ist, werden die Flachfolien bevorzugt längs gefaltet und mit Klebeband lösbar aneinander fixiert.
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Um sicher zu stellen, dass die schlauchförmige Innenfolie des Innenfolienschlauchs, um die das Fasermaterial (Laminat) gewickelt oder gelegt wird, während des gesamten Expansionsvorgangs, bei welchem der Innenfolienschlauch und die darauf angeordnete Lage aus Fasermaterial mittels eingeleiteter Druckluft im Kanalschacht auf den Solldurchmesser gedehnt wird, sowie auch während der anschließenden Aushärtung mit LTV Licht luftdicht bleibt, wird im Innenraum des Innenfolienschlauchs erfindungsgemäß ein weiterer Innenfolienschlauch angeordnet. Dieser kann z.B. bereits bei der Produktion des Auskleidungsschlauchs von vom herein mit in den Innenfolienschlauch eingezogen werden, wenn dieser auf einem Wickeldom, wie in der o.g.
WO-A 95/04646 beschrieben gefertigt wird. Bevorzugt wird der weitere Innenfolienschlauch erst auf der Baustelle in den Auskleidungsschlauch eingeführt, was bei Auskleidungsschläuchen zur Auskleidung von Kanalschächten aufgrund der vergleichsweise geringen Längen von lediglich bis zu 6 m mit geringem Aufwand möglich ist.
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Auf der Baustelle wird der erfindungsgemäße Auskleidungsschlauch mit dem die Sollbruchstelle aufweisenden Innenfolienschlauch in seiner aktuell benötigten Länge konfektioniert und im Anschluss daran der weitere Innenfolienschlauch, der bevorzugt aus der gleichen Folie wie der Innenfolienschlauch besteht, in den Auskleidungsschlauch eingeführt.
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Der weitere Innenfolienschlauch, dessen Durchmesser mindestens dem vergrößerten Durchmesser des zweiten Schachtabschnitts entspricht, wird hierzu an seinem einem Ende mit einem Knoten oder Kabelbinder verschlossen, so dass ein Foliensack entsteht, der bevorzugt ca. 10 - 20% länger als das konfektionierte Stück des Auskleidungsschlauchs ist, welches in den Kanalschacht eingesetzt werden soll.
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Der auf die gewünschte Schachttiefe konfektionierte Auskleidungsschlauch wird dann an seinem einen Ende mit einem bekannten Packer verschlossen und mittels eines Krans in das Schachtbauwerk abgelassen, bis das zweite offene Ende auf der sogenannten Berme, d.h. dem Übergang zwischen zylindrischem Teil des Kanalschachts und dem sogenannten Gerinne, aufsteht. Danach wird der zweite Innenfolienschlauch durch den Packer hindurch von oben her in den Auskleidungsschlauch eingeführt, und eine UV-Lichtquelle von oben her eingehängt.
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Im Anschluss daran wird der Auskleidungsschlauch mit dem eingesetzten weiteren Innenfolienschlauch (Luftsack), welcher einen wesentlich größeren Durchmesser besitzt, als der erste Schachtabschnitt, bzw. der nicht aufgetrennte Innenfolienschlauch, mittels des Packers verschlossen, und der Innenraum des Luftsacks über eine externe Druckluftquelle mit Druckluft beaufschlagt. Hierdurch wird der weitere Innenfolienschlauch expandiert, und legt sich zunächst an den die Sollbruchstelle aufweisenden geklebten Innenfolienschlauch an, dessen Durchmesser im Wesentlichen dem Durchmesser des ersten kleineren Schachtabschnitts entspricht.
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Wird der Druck weiter erhöht reißt die Verklebung/Schweißnaht (Sollbruchstelle) des Innenfolienschlauchs auf, so dass dieser fortan keinen Widerstand mehr gegen eine weitere Aufdehnung darstellt. Dies ermöglicht es, dass sich die Lage aus Fasermaterial, die einen Durchmesser besitzt, welcher im Wesentlichen dem Durchmesser des ersten oberen (kleineren) Schachtabschnitts entspricht, sich radial weiter aufdehnen kann.
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Da der Durchmesser des weiteren Innenfolienschlauchs gleich oder bevorzugt etwas größer als der Durchmesser des zylindrischen unteren Abschnitts des Kanalschachts ist, erfährt der weitere Innenfolienschlauch weder im oberen ersten Schachtabschnitt, als auch im unteren zweiten Schachtabschnitt eine Dehnung, so dass sich dieser weitere Innenfolienschlauch (Luftsack) im ersten Schachabschnitt spannungsfrei an die Innenwand des entlang der Sollbruchstelle geschlossenen Innenfolienschlauchs und im zweiten vergrößerten Schachtabschnitt - sowie auch in dem die beiden Schachtabschnitte verbindenden konischen Übergangsabschnitt - nach dem Aufplatzen der Sollbruchstelle des Innenfolienschlauchs an die Innenwand der Lage aus Fasermaterial anlegen kann. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass der weitere Innenfolienschlauch insgesamt luftdicht bleibt und trotz der geöffneten Solbruchstelle im Innenfolienschlauch keine Druckluft durch die Lage aus harzgetränktem Fasermaterial hindurch austreten kann, welche zu einem Ausblasen von Reaktionsharz führen würde.
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Wie die Anmelderin erkannt hat, ist der weitere Innenfolienschlauch bei der Sanierung von Kanalschächten zwingend erforderlich, da im Gegensatz zu herkömmlichen Auskleidungsschläuchen für die Sanierung von horizontal verlaufenden Kanälen und Rohrleitungen im unteren Schachtabschnitt kein zweiter Packer zum Verschließen des Auskleidungsschlauchs eingesetzt werden kann. Dies begründet sich damit, dass der Schacht wenigstens bis zum unteren Ende des zylindrischen Teils hinab und möglichst sogar darüber hinaus bis in die Berme ausgekleidet werden soll.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
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In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schematische teiltransparente Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Auskleidungsschlauch,
- 2a eine schematische Darstellung eines zu sanierenden Kanalschachts vor dem Einführen eines erfindungsgemäßen Auskleidungsschlauchs,
- 2b den Kanalschacht von 2a nach dem Absenken des Auskleidungsschlauchs,
- 2c den Kanalschacht von 2a vor dem Einführen des weiteren Innenfolienschlauchs in den Auskleidungsschlauch,
- 2d den Kanalschacht von 2a nach dem Einführen des weiteren Innenfolienschlauchs,
- 2e den Kanalschacht von 2a nach dem Einführen einer Strahlungsquelle und Expandieren des Auskleidungsschlauchs sowie Bestrahlen der Innenseite der an die Innenwand der unterschiedlich weiten Schachtabschnitte angelegten Lage aus Fasermaterial,
- 3 eine schematische Teildarstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines in den erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuchen eingesetzten Innenfolienschlauch mit Sollbruchstelle, und
- 4 eine schematische Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform eines in den erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuchen eingesetzten nahtlosen Innenfolienschlauch mit einer Sollbruchstelle, die eine Folienschlaufe enthält, welche durch einen Folienstreifen überbrückt ist.
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Wie in der Darstellung von 1 gezeigt ist, umfasst ein Auskleidungsschlauch 1 zur Sanierung eines in 2a dargestellte defekten Kanalschachts 100, der einen ersten Schachtabschnitt 110 mit einem ersten Durchmesser und einen sich daran anschließenden zweiten Schachtabschnitt 120 mit einem erweiterten Durchmesser aufweist, einen Innenfolienschlauch 10 sowie eine um diesen herum angeordnete, radial aufweitbare Lage aus Fasermaterial 20, welches mit einem härtbaren Reaktionsharz getränkt ist.
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Der Auskleidungsschlauch zeichnet sich dadurch aus, dass der Innenfolienschlauch 10 einen sich in Längsrichtung desselben erstreckenden Verbindungsabschnitt 12 besitzt, welcher zwei parallel zueinander verlaufende Umfangsabschnitte 10a, 10b des Innenfolienschlauchs 10 zu einem umfänglich geschlossenen Innenfolienschlauch mit einem definierten Nenndurchmesser DN verbindet. Der Verbindungsabschnitt 12 umfasst eine sich entlang des Innenfolienschlauchs 10 erstreckende Sollbruchstelle 14, die durch Einbringen eines Druckmediums, insbesondere Druckluft, aus einer Druckgasquelle 6 (2e) in den Innenfolienschlauch 10 in Umfangsrichtung auftrennbar ist, so dass sich der Innenfolienschlauch 10 und die darauf angeordnete Lage aus Fasermaterial 20 radial über den Nenndurchmesser hinaus, der im Wesentlichen dem Durchmesser des ersten oberen kleineren Schachtabschnitts 110 (2a) entspricht, um mehr als 10 %, bevorzugt mehr als 30 % und besonders bevorzugt bis zu 50 % bis auf den erweiterten Durchmesser des zweiten unteren Schachtabschnitts 120 aufweiten lässt. So kann in der Praxis bei einem üblichen Kanalschacht 100 mit einer Schachttiefe von 2 bis 5 m der kleinere Durchmesser des oberen Schachtabschnitts 110 beispielsweise 600 mm, und der Durchmesser des unteren zylindrischen zweiten Schachtabschnitts 120 z.B. 1000 mm betragen, wobei zwischen dem ersten und zweiten Schachtabschnitt 110, 120 ein konischer Übergangsabschnitt geformt ist.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur Bildung des Innenfolienschlauchs 10 wenigstens eine, z.B. durch Legen zu einem Schlauch geformte transparente Flachfolie 16 verwendet, deren Längsränder 17a, 17b, wie in 1 gezeigt, im Abstand zueinander verlaufen und durch einen auf die Außenseite aufgeklebten oder thermisch aufgeschweißten transparenten Folienstreifen 18 miteinander verbunden sind. Die Sollbruchstelle 14 erstreckt sich bei dieser sehr kostengünstig zu fertigenden, in 1 gezeigten Ausführungsform entlang einem, bzw. beiden Längs-Schweißnähten, bzw. Klebestellen, entlang denen der transparente Folienstreifen 18 mit den entsprechenden Umfangsabschnitten 10, 10b der ebenfalls transparenten Flachfolie 16 verbunden ist aus welcher der Innenfolienschlauch 10 geformt wird.
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Bei einer weiteren, in 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung, die besonders kostengünstig und einfach zu fertigen ist, umfasst der Innenfolienschlauch 10 wenigstens eine zu einem Schlauch geformte Flachfolie 16, deren Randabschnitte 16a, 16b überlappend übereinander geführt und z.B. durch einen in 3 lediglich schematisch angedeuteten Klebstoff, z.B. ein doppelseitiges Klebeband, oder durch thermisches Verschweißen, miteinander verbunden sind. Alternativ können die Randabschnitte 16a und 16b auch durch ein transparentes Klebeband miteinander verbunden werden. Die zuvor beschriebenen beiden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Innenfolienschlauchs bieten den Vorteil, dass in diesen hinein ein weiterer umfänglich geschlossener, bevorzugt nahtloser Innenfolienschlauch eingelegt werden kann, der z.B. als kostengünstige endlose Rollenware bereit gestellt wird, bevor die beiden Umfangsabschnitte 10a, 10b miteinander verklebt, bzw. verschweißt werden. Bei dieser Ausführungsform werden die harzgetränkten Faserbänder der Lage aus Fasermaterial, in besonders vorteilhafter Weise um den verklebten/verschweißten Innenfolienschlauch überlappend herum gelegt. Die Faserbänder sind in diesem Falle als einzelne Matten ausgebildet, die eine Länge besitzen, welche der Länge des zu fertigenden Auskleidungsschlauchs entspricht. Die Breite der Matten ist bei dieser Ausführungsform geringfügig, z.B. 10 %, größer als der Innenumfang des zweiten vergrößerten Schachtabschnitts 120, wodurch sicher gestellt wird, dass die Lage aus Fasermaterial sich durch umfängliches Verschieben der überlappend geführten Längsränder der Matte auf den zweiten größeren Durchmesser aufweiten kann, dabei jedoch umfänglich vollständig stets geschlossen bleibt, wenn sich die Lage aus Fasermaterial an den zweiten Schachtabschnitt mit größerem Durchmesser angelegt hat.
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Um bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen des durch überlappendes Verkleben/Verschweißen einer Flachfolie 16 gefertigten Innenfolienschlauchs 10 einen Austritt von Druckluft durch die mitunter nicht vollständig geschlossenen Nahtstellen, bzw. durch die geöffnete Sollbruchstelle 14 im Bereich des zweiten Schachtabschnitts 120 mit vergrößertem Durchmesser zu verhindern, wird innerhalb des verschweißten/verklebten Innenfolienschlauchs 10 ein weiterer Innenfolienschlauch 60 aus einem luftdichten transparenten Kunststoffmaterial angeordnet, dessen eines Ende durch Verschweißen oder durch ein Dichtelement 62, insbesondere eine um die Außenseite des weiteren Innenfolienschlauchs 60 herum gewickelte Schnur, oder einen Kabelbinder, zur Bildung eines einseitig geschlossenen Luftsacks 64 luftdicht verschließbar ist. Obgleich der weitere Innenfolienschlauch 60 bereits während der Fertigung werkseitig in den Innenfolienschlauch 10 eingelegt werden kann, wird dieser bevorzugt erst auf der Baustelle, insbesondere nach dem Einführen des Auskleidungsschlauchs 1 in den vertikalen Kanalschacht 100, in den Innenraum des Innenfolienschlauchs 10 eingeschoben, wobei das untere freie Ende des weiteren Innenfolienschlauchs 60 zur Bildung des einseitig geschlossenen Luftsacks 64 zuvor durch Verschweißen oder durch ein Dichtelement 62 luftdicht verschlossen wird.
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Nach einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der Innenfolienschlauch 10 ein in Umfangsrichtung nahtloser Folienschlauch sein, der einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser besitzt, der mehr als 10%, bevorzugt mehr als 40% des Nenndurchmessers des ersten Schachtabschnitts 110 beträgt, und der bevorzugt dem Durchmesser des zweiten vergrößerten Schachtabschnitts 120 eines zu sanierenden Kanalschachts 110 entspricht. Die beiden benachbart zueinander angeordneten außenliegende Umfangsabschnitte 10a, 10b des nahtlosen Folienschlauchs 10 sind bei dieser, in 4 gezeigten Ausführungsform der Erfindung im Bereich des Verbindungsabschnitts 12 unter Bildung einer in Umfangsrichtung des Innenfolienschlauchs 10 verlaufenden, sich über die Länge des Innenfolienschlauchs 10 hinweg erstreckenden Folienschlaufe 13 durch einen aufgeklebten oder thermisch aufgeschweißten transparenten Folienstreifen 18 verbunden, der die Folienschlaufe 13 überspannt und abdeckt. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ein Verbindungsabschnitt mit einer Sollbruchstelle 14 bereitgestellt, die in 4 entlang des ersten und zweiten Umfangsabschnitts 10a, 10b exemplarisch im Bereich der Klebestelle oder Schweißnaht verläuft, und der schematisch durch die gestrichelten Linien in 4 angedeutet ist. Beim Einsetzen und Expandieren des Innenfolienschlauchs 10 der Ausführungsform von 4 spielt es dabei keine Rolle, ob die in der Darstellung rechte oder linke Schweißnaht/Klebestelle beim Expandieren des Auskleidungsschlauchs 1 im erweiterten zweiten Schachtabschnitt 120 aufreißt, da durch den in Umfangsrichtung vollständig geschlossenen Innenfolienschlauch 10 stets für ein abgeschlossenes Luftvolumen im Inneren des Auskleidungsschlauchs 1 gesorgt wird, welches ein Ausblasen des Reaktionsharzes beim Expandieren desselben zuverlässig verhindert.
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Um bei einer Lage aus Fasermaterial 20, die durch überlappendes schraubenförmiges Wickeln erhalten wird, eine ausreichend hohe umfängliche Dehnbarkeit der Lage zu gewährleisten, besitzt diese wenigstens ein schraubenförmig überlappend gewickeltes Faserband, insbesondere Glasfaserband 22, dessen Fasermaterial eine Dehnbarkeit in Längsrichtung von mehr als 10 % bezogen auf die Gesamtlänge des Bandes aufweist. Wie von der Anmelderin gefunden wurde, erlaubt diese große Längsdehnung eine entsprechend große radiale Aufdehnung der aus dem schraubenförmig überlappend gewickelten Faserband hergestellten Lage 20 um mehr als 10 %, insbesondere mehr als 30 %, bis hin zu 60 %, ohne dass ein signifikanter Schrumpf in Längsrichtung des Auskleidungsschlauchs 1 auftritt.
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Wie der Darstellung der 1 weiterhin entnommen werden kann, ist bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen von Auskleidungsschläuchen 1 auf der Lage aus Fasermaterial 20 bevorzugt wenigstens ein Längszugband 30 angeordnet, welches sich in Längsrichtung des Auskleidungsschlauchs 1 erstreckt. Das Längszugband 30 umfasst bevorzugt durchgängige Glasfasern oder Glasfaser-Rovinge, die bevorzugt über die gesamte Länge des Auskleidungsschlauchs hinweg verlaufen und die die Axialkräfte aufnehmen, wenn der Auskleidungsschlauch 1 beispielsweise mittels eines Krans in einen zu sanierenden defekten Kanalschacht 100 eingesetzt wird.
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Weiterhin wird bei der bevorzugten Ausführungsform des Auskleidungsschlauchs 1 um die Lage aus Fasermaterial 20 herum ein Außenfolienschlauch 40 angeordnet, welcher bevorzugt einen Durchmesser besitzt, der größer oder gleich dem Durchmesser des weiteren Innenfolienschlauchs/Luftsacks 64 ist, und der bevorzugt eine Barriere gegen den Austritt von schädlichen Substanzen, insbesondere Styrol, aus dem Reaktionsharz in das umliegende Erdreich verhindert. Der Außenfolienschlauch 40 kann zudem von einem weiteren Außenfolienschlauch 50 umgeben sein, der aus einem verstärkten zugfesten und für UV-Licht undurchlässigen Werkstoff besteht, insbesondere aus einer gewebeverstärkten Kunststofffolie, die mit einem umfänglich dehnbaren Abschnitt versehen ist, welcher beim Expandieren des Auskleidungsschlauchs ab einem vorgegebenen Überdruck, beispielsweise 0,2 bar, im zweiten Schachtabschnitt 120 ähnlich der Sollbruchstelle 14 aufplatzt und eine radiale Dehnung der Lage aus Fasermaterial 20 erlaubt.
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Die Herstellung eines zuvor beschriebenen Auskleidungsschlauchs 1 erfolgt wie nachfolgend beschrieben:
- Zunächst wird eine für UV-Licht durchlässige Kunststoff-Flachfolie 16 zu einem umfänglich geschlossenen Innenfolienschlauch 10 mit einem vorgegebenen Nenndurchmesser geformt. Dies erfolgt in vorteilhafter Weise durch überlappendes Verkleben oder Verschweißen der Längsränder 17a, 17b der transparenten Kunststoff-Flachfolie 16 und/oder durch Aufkleben oder thermisches Aufschweißen eines transparenten Folienstreifens 18 auf zwei benachbarte außenliegende parallel zueinander verlaufenden Umfangsabschnitte 10a, 10b der schlauchförmig angeordneten Kunststoff-Flachfolie 16. Hierdurch wird ein Verbindungsabschnitt 12 erzeugt, welcher eine in Längsrichtung des Innenfolienschlauchs 10 verlaufende Sollbruchstelle 14 aufweist. Auf der Außenseite des so gebildeten Innenfolienschlauchs 10 mit Sollbruchstelle 14 wird wenigstens eine umfänglich geschlossene Lage 20 aus Fasermaterial durch überlappendes Legen oder überlappendes schraubenförmiges Wickeln von wenigsten einem harzgetränkten Faserband 22, insbesondere Glasfaserband angeordnet. Das Wickeln erfolgt hierbei bevorzugt auf einer Wickelvorrichtung, wie sie beispielsweise in der WO-A 95/04646 beschrieben ist.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird in die Kunststoff-Flachfolie 16 ein sich über die Länge des Auskleidungsschlauchs 1 hinweg erstreckender weiterer transparenter umfänglich luftdicht geschlossener Innenfolienschlauch 60 eingelegt, bevor die Kunststoff-Flachfolie 16 zu dem umfänglich geschlossenen Innenfolienschlauch 10 geformt wird.
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Der in der zuvor beschriebenen Weise gefertigte erfindungsgemäße Auskleidungsschlauch 1 wird anschließend zur Baustelle transportiert und dort in einem zu sanierenden defekten Kanalschacht 100 installiert, wie dies in den Darstellungen der 2a bis 2e gezeigt ist.
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Hierbei wird zunächst ein Ende des Auskleidungsschlauchs 1, beispielsweise mit einem nicht näher bezeichneten Spanngurt, an einem bekannten topfförmigen Packer 200 befestigt, der durch einen nicht näher gezeigten Kran oberhalb des Kanalschachts 100 gehalten wird. Der Packer 200 mit dem daran befestigten Auskleidungsschlauch 1 wird anschließend, wie in 2a gezeigt, in einer vertikalen Position oberhalb des Kanalschachts 100 positioniert, der einen ersten oberen Schachtabschnitt 110 mit einen kleineren Durchmesser, beispielsweise 600 mm, und einen darunterliegenden zweiten Kanalabschnitt 120 mit einem größeren Durchmesser, beispielsweise 1000 mm, besitzt.
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Als nächstes wird der Packer 200 mit dem daran befestigten Auskleidungsschlauch 1 in den Kanalschacht 100 abgesenkt bis das untere Ende des Auskleidungsschlauchs 1 auf dem Boden des Kanalschachts 100 aufliegt (2 b).
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Im Anschluss daran wird ein zuvor beschriebener weiterer Innenfolienschlauch 60, der zuvor bodenseitig beispielsweise durch ein Dichtelement 62 oder durch Verknoten verschlossen wurde und einen einseitig geschlossenen Luftsack 64 bildet, von oben her in den Innenfolienschlauch 10 des Auskleidungsschlauchs 1 eingeführt, wie dies in den 2c und 2d gezeigt ist.
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Als letztes wird der Packer 200 auf seiner Oberseite in bekannter Weise durch einen nicht näher bezeichneten Deckel verschlossen und der Innenraum des Luftsacks 64 in bekannter Weise durch Einleiten von Druckluft aus einer Druckluftquelle 6 durch den Deckel des Packers 200 hindurch mit Überdruck beaufschlagt. Hierdurch legt sich der Innenfolienschlauch 10 im Bereich des ersten Kanalabschnitts 110 an die Innenseite der Lage aus Fasermaterial 20 an und drängt diese gegen die Innenseite des ersten Schachtabschnitts 110, wobei der Innenfolienschlauch 10 entlang der Sollbruchstelle 14 geschlossen ist. In dem sich anschließenden konischen Übergangsabschnitt sowie dem zweiten Schachtabschnitt 120, in dem der Kanalschacht 100 einen größeren Durchmesser als der Nenndurchmesser des Innenfolienschlauchs 10 aufweist, reißt die Sollbruchstelle 14 aufgrund des zunehmenden Drucks auf und erlaubt es, dass sich der weitere Innenfolienschlauch/Luftsack 64 an die Innenseite der teilweise freigelegten Lage 20 aus Fasermaterial 20 anlegt und dieses radial aufweitet und gegen die Innenwand des zweiten Schachtabschnitts 20 drückt.
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Schließlich wird das Reaktionsharz in der Lage aus Fasermaterial 20 durch Einführen einer nicht näher bezeichneten UV-Strahlungsquelle in den Innenraum des Luftsacks 64 ausgehärtet, während das Fasermaterial durch den Überdruck im weiteren Innenfolienschlauch 60/Luftsack 64 mit hohem Druck an die Innenwand des Kanalschacht 100 angedrückt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Auskleidungsschlauch
- 6
- Druckgasquelle
- 10
- Innenfolienschlauch
- 10a
- erster Umfangsabschnitt des Innenfolienschlauchs
- 10b
- zweiter Umfangsabschnitt des Innenfolienschlauchs
- 12
- Verbindungsabschnitt
- 13
- Folienschlaufe
- 14
- Sollbruchstelle
- 16
- zu Schlauch geformte Flachfolie
- 16a
- Randabschnitt
- 16b
- Randabschnitt
- 17a
- Längsrand
- 17b
- Längsrand
- 18
- aufgeschweißter Folienstreifen
- 20
- Lage aus Fasermaterial
- 22
- Faserband
- 30
- Längszugband
- 40
- Außenfolienschlauch
- 50
- weiterer Außenfolienschlauch aus verstärktem zugfestem Werkstoff
- 60
- weiterer Innenfolienschlauch
- 62
- Dichtelement/ Schnur
- 64
- Luftsack
- 100
- Kanalschacht
- 110
- erster Schachtabschnitt
- 120
- zweiter Schachtabschnitt
- 200
- Packer
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 95/04646 A [0003, 0004, 0014, 0023, 0042]
- WO 2013/139892 A1 [0010]
- DE 102011103001 A1 [0022]
