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Verfahren zum Beschichten von ge-
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krsimmten Flächen, insbesondere von Rohren mit einem erhärtenden
Kunstharz Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beschichten von gekriimmten
Flächen, insbesondere von Rohren, mit einem erhärtenden Kunstharz. Solche Beschichtungen
sind bei chemischen Einwirkungen ausgesetzten Kanälen nötig. Insbesondere Zementrohre
sind chemischen Einwirkungen stark ausgesetzt (Beton ist nit chemikalienbeständig).
Auch gemauerte Rohre unterliegen allen Korrosionseinwirkungen, welchen eben Mauerwerk
unterliegt. Diese mechanischen und chemischen Belastungen der Kanalsysteme, die
durch den sinkenden Grundwasserspiegel und die damit verbundene schwache Durchflutung
des Kanalnetzes verstärkt werden, bewirken, daß die Kanalanlagen saniert werden
müssen. Als eine technisch mögliche Sanierungsmethode bestehender Kanalanlagen,
gleichzeitig
aber auch eine Verbesserung bei der Herstellung neuer Kanalrohre hat sich die Beschichtung
mit Kunstharz erwiesen, Es ist dabei notwendig, daß das Kunstharz weitgehend den
Korrosionseinwirkungen und möglichst auch den mechanischen Einwirkungen widersteht.
Darüberhinaus ist notwendig, daß das Kunstharz auch am baufeuchten Material aushärten
kann. Insbesondere wurde dazu Epoxidharz verwendet. Es ist dabei bekannt, Epoxid
auf das Baumaterial im Spritzverfahren oder händisch aufzutragen.
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Im wirtschaftlich vertretbaren Spritzverfahren können jedoch mit den
üblicherweise zur Verfügung stehenden Mitte-n nur Schichten bis etwa 0,5 mm hergestellt
werden. Um die angestrebten Qualitäten der neuen Baurohre bzw. die Sanierung der
alten Kanalrohre zu erreichen, müssen jedoch Schichten aufgetragen werde, die mindestens
3 mm betragen. Dies war bisher nur händisch durch mehrfaches Bestreichen und Laminieren
bzw. wiederholtes Aufziehen und Spachteln möglich.
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Ein derartiges Verfahren ist in Folge des hohen Arbeitseinsatzes unwirtschaftlich
Die Erfindung setzt es sich zum Ziel, das Auftragen stärkerer Schichten auf gekrümmte
Flächen, insbesondere von Kanalrohren oder anderen Rohren, mit einem wirtschaftli@hen
Arbeitseinsatz und wesentlich verringerten Kosten zu ermöglichen, @@eses Ziel wird
da-
Zustand auf einem, auf einer ebenen Fläche aufgelegten, verbiegbaren
Träger, dessen Oberflächenadhäsion zum Kunstharz kleiner als die Oberflächenkräfte
zwischen Kunstharz und Rohr, zumindest im ausgehärteten Zustand, ist, aufgebracht
wird, worauf der Träger mit der Kunstharzbeschichtung auf die zu beschichtende Fläche
so aufgelegt wird, daß die Kunstharzbeschichtung zwischen der zu beschichtenden
Fläche und dem Träge ist und über den Träger die Kunstharzschicht auf die zu beschichtende
Fläche aufgepreßt wird, und danach der Träger von der Kunstharzschichte abgezogen
wird. Zweckmäßig wird dabei auf dem Träger vor dem Aufbringen des Kunstharzes eine
Form aufgebaut, die die zu beschichtende Fläche angrenzt. Der Träger besteht zweckmäßig
aus einem flachlegbaren, an gekrümmte Flächen anpaßbaren Material mit einer Oberfläche
die eine geringere Oberflächenadhäsion zum Harz als die Haftverbindung des Harzes
mit der zu beschichtenden Fläche besitzt und die sich zumindest vom ausgehärteten
Harz trennen läßt. Als Träger hat sich beispielsweise eine Bahn aus Polyvinylchlorid
bewährt. Es ist jedoch auch ein anderes Trägermaterial möglich. Ebenso gut ist es
möglich, den Träger aus einem anderen, biegsamen Material zu bilden und die Oberfläche
zu beschichten oder mit einem geeigneten Trennmittel, eventuell einem Wachs, einem
Silikon, Öl oder dgl. einzulassen. Der Träger wird zu Beschichtung auf einem ebenen
Tisch aufgelegt. Besonders zweckmäßig
ist dabei ein Rütteltisch,
weil durch Rütteln das Harz gleichmäßig verteilt werden kann und gleichzeitig eventuell
vorhandene Luftblasen oder Lufteinschlüsse herausgerüttelt werden können, so daß
in der Beschichtung keine Lufteinschlüsse sind, die zu Löchern in der Kunstharzschichte
führen können. Am Träger wird zweckmäßig mit Stahllinealen die Form aufgebaut. Mit
der Form wird gleichzeitig der Träger am Rütteltisch fixiert. Zwischen den Stahllinealen
wird Kunstharz zweckmäßig Epoxid, aufgetragen und dann gerüttelt. Die Mischung des
Kunstharzes mit dem Härter erfolgt in einem Topf, wobei nach Angaben des Herstellers
die notwendige Topfzeit und Härtezeit gewählt werden kann, die ein leichtes Verarbeiten
ermöglicht und auch die nötige Zahigkeit des Kunstharzes gewährleistet. Innerhalt
der Topfzeit, das ist die Zeit, innerhalb welcher das aufgemischte Kunstharz aus
dem Topf entfernt werden muß, wird das Kunstharz zwischen den Linealen aufgetragen.
Nachdem das Kunstharz zwischen den Linealen glvichmäBig auf den Träger verteilt
ist, werden die Seitenformen, also die Lineale, entfernt und der Träger vom Rütteltisch
abgehoben. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn am Träger seitlich Abhebeschlaufen
angeordnet sind, durch die Abhebestangen duichgesteckt werden können. Der Transpo-t
des Trägers mit der Kunstharzschichte kann mit diesen Schlaufen bzw. mit den durch
die Schlaufen gesteckten Stangen leicht und einfach erfolgen. In diesem Stadium
haftet das Kunstharz
am Trager und zwar in einer solchen Weise,
daß der Träger umgedreht werden kann, so daß die Kunstharzschichte außen oder unten
ist. Dies ist notwendig, um die innere Unterseite von Rohren beschichten zu können.
Dies alles erfolgt in der sogenannten offenen Zeit, welche der Topfzeit folgt und
in der das Harz noch nicht ausgehärtet ist. Innerhalb dieser offenen Zeit nun, wird
der Träger mit dem aufgebrachten Kunstharz in das neue, oder zu sanierende alte
Rohr, insbesondere Kanalrohr, so eingeführt, daß die freiliegende Seite der Kunstharzschichte
mit dem Baumaterial in Verbindung gebracht wird. Praktisch geschieht dies derart,
daß an den Teilen des Trägers, der auch elastisch sein kann, um sich besser an Krümmungen
eines Rohres anpassen zu können, die erwähnten Schlaufen angebracht und diese an
Stangen oder Träger hängend in das Rohr eingeführt werden. Sodann werden die Träger
abgesenkt, sodaß die Kunstharzschichte an der Rohrinnenwandung anliegt. Die Träger
werden aus den Schlaufen herausgezogen. Über den Träger wird die Kunstha-zschichte
gegen die Rohrinnenwandung gedrückt. Dadurch gelangt das Kunstharz in Eerührung
mit dem Baumaterial, dringt in die Poren ein und hat am Ende Der Reaktionszeit und
nach dem Aushärten eine stärkere Kohäsion zur Innenwand des Rohres als Adhäsion
zu Träger. Es wird dazu vorgeschlagen, daß der Träger mit der Eunstharzschichte
mit einer Walze auf die zu beschicntende Fläche gepreßt wird. Es ist Jedoch auch
möglich, daß vorzugsweise
zur Beschichtung der Innenfläche von
Rohren, insbesondere von keramischen Rohren wie Kanalrohre, der Träger mit der Kunstharzschichte
gegen die zu beschichtende Innenfläche gewandt mittels eines aufblasbaren Körpers
in Richtung zur beschichtenden Fläche (durch aufblasen desselben) gepreßt wird.
Der aufblasbare Körper kann dabei ein Schlauch sein, dessen aufblasbare;Größe dem
Rohrinnendurchmesser entspricht. Nach dem Aushärten der Kunstharzschichte läßt sich
der Träger von der Kunst harzschichte eventuell wieder nach Einschieben von Stangen
in die Schlaufen und Ziehen an den Schlaufen zur Rohrmitte von der beschibhteten
Fläche trennen. Der Träger ist in weiterer Folge wiederholt verwendbar. Die Kosten
betragen daher etwa die Hälfte als bei händischem Auftragen. Das Kunstharz erreicht
bei Verwendung von Epoxidharz nach der vorgeschriebenen 7-tägigen Aushärtezeit eine
Güte von B 1.000, das bedeutet, 1.000 kilopond/cm2. Vergleichsweise hat das beschichtete
Betonrohr lediglich eine Güte von B 400 bis B 500. Die Oberflächenfestigkeit wird
dadurch sowohl gegen mechanische, als auch chemische Beanspruchung wesentlich verbessert
und dies bei vertretbarem Arbeitsaufwand und Kosten. or allem bei Kanalrohren ist
es nicht notwendig, das ganz Rohr zu beschichten, es genügt die Beschichtung der
Fläche, innerhalb welcher Abwasser u.s.w. geführt wird. Es ist auch möglich nach
dem geschilderten Verfahren, auch die gesamte Innenfläche oder
auch
die Außenflächen zu beschichten. Auch gekrümmte Rohre lassen sich mit elastischen
Trägern auf diese Art einfach beschichten. s lassen sich nicht nur Rohre, sondern
ebenso Rinnen und andere gekrümmte Flächen beschichten. Zum Auftragen stärkerer
Schichten in Rohren wird weiter vorgeschlagen, daß das Kunstharz in Längsrichtung
des Rohres fortschreitend verteilt in das Rohr eingebracht und mit einer sich längs
des Rohres axial erstreckenden Verteilervorrichtung gegen die Rohrinnenwand gepreßt
wird. Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Kunstharz gewalzt wird. Das Kunstharz
läuft dabei vor einer Verteilerwalze und wird in einer genau definierten Schichtstärke
auf das Rohr aufgewalzt. Besonders einfach ist das Verfahren durchzufünren, wenn
das Verteilen auf einer Stelle beginnend in einer Richtung fortgesetzt wird.und
vorzugsweise über den ganzen Rohrumfang erfolgt. Dabei kann die Verteilerwalze feststehend
angeordnet sein oder aber mit einem Fühler' in einem bestimmten Abstand von der
Rohrwand geführt sein, während das Rohr gedreht wird, Es ist so auch möglich, ovale
Rohre zu beschichten. Es wird vorgeschlagen, daß eine Auflagerung für das Rohr vorgesehen
ist, auf welcher das Rohr um seine Achse drehbar lagerbar ist und daß eine in das
Rohr führbare, in einem bestimmten Abstand vor! der Rohrinnsenseite feststellbare,
um die Rohrachse unverdrehbare Anpreßvorrichtung vorgesehen ist. Sowohl die Auflage,
als auch die Anpreßvorrichtung kann dabei stabil angeordnet
sein
und braucht nichtvY»rdreht werden, wodurch die Konstruktion und der Aufbau der Vorrichtung
vereinfacht wird. Insbesondere wird vorgeschlagen, daß die Auflage aus Rollen und
die Anpreßvorrichtung aus einer Verteilerwalze besteht. Praktisch sind zwei Rollen
und eine Walze zweckmäßig, deren Abstand zueinander so festgelegt sein muß, daß
beim Verdrehen des Rohres die Verteilerwalze gleichmäßig die Kunststoffbeschichtungsmasse
verstreicht. Es ist dabei möglich, daß die Rollen, auf welchen das Rohr liegt, mit
einem Antrieb ausgestattet sind. Es hat sich gezeigt, daß es besonders günstig ist,
wenn die Walze, die die Verteilung des aushärtenden Kunststoffes vornimmt, mit einem
Antrieb ausgestattet ist. Das Aufwalzen erfolgt dabei zweckmäßig so, daß das Verteilen
auf einer Stelle beginnend in einer Richtung fortgesetzt wird und vorzugsweise über
den ganzen Rohrumfang erfolgt. Um zu vermeiden, daß der Kunststoff auf der Verteilerwalze
kleben bleibt, wird vorgeschlagen, daß zwischen der Verteilervorrichtung und dem
Kunststoff ein Trennpapier, eine Trennfolie od.dgl. eingebracht wird. Dazu ist lediglich
notwendig, daß auf die Verteilerwalze eine Trennpapierrolle aufgelegt ist. Das Trennpapier
wickelt sich dabei automatisch beim Drehen des Rohres von der Walze ab. Nach dem
Aushärten des Kunstharzes, vorzugsweise aushärtbares Epoxidharz, kann das Trennpapier
wieder abgezogen werden. Es ist dabei zweckmäßig, den vor die Vertnilerwalze oder
Aufstreichvorrichtung
zu bringenden Kunststoff vor dem Einbringen
und Mischen auszurütteln und ruhen zu lassen, damit die beim Mischen der Komponenten
des Harzes also Harzhärter und Füllstoffe, eingeschlagene Luft entweichen kann,um
Bläschenbildung zu vermeiden.
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Es ist dabei möglich, daß Kunstharz in Formen zu rütteln, die der
Rohrlänge entsprechen, aus welchen das Kunstharz in das Rohr vor die Verteilerwalze
gleichmäßig eingebracht werden kann. Als Trennfolie oder Trennpapier kann ein mit
Silikon imprägniertes Papier verwendet werden.
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Die ErSindung ist an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert, ohne sich darauf zu beschränken.
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Fig. 1 zeigt in Ansicht von oben eine Anlage zum Beschichten von Trägern
und Fig. 2 in Seitenansicht dazu einen Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie I-I.
Fig.3 zeigt in Seitenansicht einen bereits beschichteten von der Beschichtungsvorrichtung
abgehobenen Träger, der zum Einbringen in ein Rohr und zur Beschichtung der Unterseite
eines Rohres umgedreht ist. Die Fig. 4,5 6 und 7zeigen je einen Schnitt durch ein
Rohr in verschiedenen Verarbeitungsphasen. Fig. 8 zeigt in"Seitenansicht eine Beschichtungsvorrichtung,
Fig. 9 daraus ein Detail.
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I;ie aus den Fie. 1 u. 2 zu ersehen ist, ist zum Aufbringen der Funstharzschichte
1 aiif einen Rütteltisch 2 ein Tr äger aus einer Polyvinylchloridbahn oder einem
anderen geeigneten Material aufgelegt. Aus Rahmenlinealen 5 ist eine Seitenform
gebildet, innerhalb welcher das mit dem harter und Fiillstoff vorgemischte ,epoxidharz
innerhalb der Topfzeit eingegossen wird. Durch Glattstreichen und Rütteln erfolgt
eine gute Verteilung des Harzes auf dem Träger und das Austreiben eventuell vorhandener
Luftblasen. Sodann werden die Seitenformen 5 entfernt. Das zähe Harz verbleibt in
der vorhandenen Form. Durch seitliche Schlaufen 6 am Träger 3 werden Tragstäbe gesteckt
und mit dem Träger die Kunstharzschichte vom flütteltisbh abgehobein. Die Kunstharzschichte
kann mit den Tragstäben und dem Träger 3 zu einer beliebigen, zu beschichtenden
Fläche getragen und auf diese Fläche aufgebracht werden, wobei sie sich der zu beschichtenden
Fläche mit dem Träger gemeinsam anpaßt. Zur Beschichtung der unteren Innenseite
von Rohren ist es notwendig, wie in Fig. 3 gezeigt ist, nach dem Abheben den Träger
3 umzudrehen, so daß die Kunstharzschichte 1 an der Unterseite des Trggers haftet.
Dies läßt sich mit den Tragstäben leicht durchführen. Mit den Tragstäben 10 läßt
sich der Träger über die Schlaufen 6 in Rohreneinführen, wie aus Fig. 4 ersichtlich
ist, Durch Absenken läßt sich die Epoxidharzschichte an die untere Rohrinnenwand
anlegen. Die Tragstäbe 10 können
dabei auf ein Hilfsgerüst oder
Hilfsbalken 11 aufgelegtes werden und werden seitlich verschoben, während gleichzeitig
eine Walze 9, die auf dem Träger vom ersten Berührungspunkt weggerollt wird, den
Träger und damit die Kunstharzschichte gegen die Rohrimienfläche preßt, Dadurch
wird ein glatt s Auflegen der Kunstharzschichte auf die Rohrinnenseite erreicht.
Um den Anpreßpunkt zu erhöhen, kann, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, eine, dem Innenraum
entsprechende Schablone 12, z.B. mit Hydraulikstempel 13, Federn, Spindeln od. dgl.
auf den Träger gepreßt werden. Es ist auch, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, die
Verwendung eine Aufblasbaren Körpers 8 möglich, der auf die Größe des Rohrinnenraumes
aufblasbar ist und beim Aufblasen über den Trägern 3 die Kunstharzschichte 1 gegen
die Rohrinnenfläche 7 preßt. Das Kunstharz tritt dabei in Poren der Rohrinnenfläche
ein und verbindet sich durch Kohäsion und Adhäsion mit der Rohrinnenfläche.
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Nach dem teilweisen oder vollständigen Aushärten läßt sich der Träger
3 von der Kunstharzschichte abziehen, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Das Abziehen
kann zu dem Zeitpunkt erfolgen, zu dem die Verbindungskraft des Kunststoffes mit
der Rohroberfläche grö3er als die Adhäsion des Kunstharz es zum Träger ist. Damit
ist das ohr beschichtet. Das weitere, endgülige Aushärten erfolgt von selbst. Der
Träger 3 kann wieder verwendet werden.
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Als Träger kann Pegulan oder anderes, biegsames, elastisches Material
verwendet werden. Die Adhäsion zum Kunststoff kann durch entsprechende Oberflächenbeschichtung
mit einem geeigneten Trennmittel oder Haftmittel gesteuert werden. Statt Schlaufen
können auch andere Tragvorrichtungen vorgesehen sein. Das Gießen des Kunstharzes
kann auf jeder beliebigen ebenen Fläche erfolgen. Als Kunstharz wird vorzugsweise
ein Epoxid harz verwendet, wobei der Härter je nach Bedarf des Fertigungswerkes
verwendet und eingestellt werden kann. Als Füllmaterial kommt Quarzsand, Kalksand,
fiiagneLium oder eine andere bekannte Füllmasse in Frage.
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Zur Erhöhung der Elastizität kann Asbestmehl und Asbestfaser als Füllkörper
zweckmäßig sein. Der Träger kann auch aus einem Mehrschichtmaterial oder einem Material
mit eingelegter Bewehrung, eventuell einer textilen Bewehrung, einer Bewehrung aus
Glasfaser, Metall, einem elastischen Material usw. bestehen. Für ganz besondere
hohe Ansprüche ist es möglich, in die Kunstharzschichte selbst eine Bewehrung einzulegen,
die gleichfalls aus Glasfaser, einem Kunststoff, Textil, Kunstfaser od. dgl. bestehen
kann. Die Oberfläche des Trägers wird im allgemeinen eben sein,kann aber auch, falls
dies für Sonderzwecke günstig ist, ein Profil aufweisen. Als Trennschicht ist ein
Silikonöl zweckmäßig. Es können jedoch auch andere Trennmaterialien, wie Wachs,
ein anderes Sprühöl, od. dgl. Verwendung finden. Es ist mölich durch Erwärmen die
Aushärtezeit zu verringern.
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Es ist dabei nicht nur möglich, die Aushärtezeit des Kunststoffes
sondern auch die des Betones zu verkleinern.
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Dazu wird vorgeschlagen, daß auf die Betonrohroberfläche vor Einbringen
der Kunststoffschichte eine Bewehrung eingelegt wird, die nach dem Aufbringen des
Kunststoffes durch Durchleiten von Strom erwärmt wird. Auf die Art kann man eine
zusätzliche Längs- oder Querbewehrung im kritischen abnützbaren Bereich bekommen
und die Gifte des Rohres weiter erhöhen. Durch das Erhöhen der Temperatur nach dem
Einbringen au irgendeine Art ist es möglich, eine rasche Fertigung und Aushärtung
auch bei geringen Außentemperaturen oder Werkstemperaturen zu erreichen und zu gewährleisten.
Andererseits ist es auch möglich, eine lange Topfzeit mit einem geeigneten Härter
einzustellen und trotzdem eine rasche Aushärtezeit eben durch Erhöhung der Temperatur
im Endzustand, also nach Aufbringen der Harzschichte auf die zu beschichtende Oberfläche
zu erzielen.
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Die Beschichtungsvorrichtung nach Fig. 8 und 9 hat zwei drehbar gelagerte
Rollen 14,15, deren Längen dem zu beschichtenden Rohr entsprechen.Diese Rollen 14,15
können auch geteilt und aus Einzelrollen, die auf einer Achse gelagert sind, ausgebildet
sein. Eine Verteilrwalze 9 ist auf einer Achse 17 drehbar gelagert. Die Achse 17
ist auf jeder Stirnseite in einer Führung 16 gehalten und in einem Schlitz 20 der
Fülirung 16 auf und ab verschiebbar geführt.
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Eine Führungsrolle 19, die über einen Fühler 18 mit der Achse 17 verbunden
ist, sorgt für die richtige Distanz von der Innenwand des Rohres . Eine Druckfeder
21 sorgt dabei
für den nötigen Anpreßdruck. Die Führung 16 ist
von der Achse 17 abnehmbar und leicht ausklapp:ar, damit die Walze 3 aus dem Rohr
4 herausgenonmen werden kann und eingefahrt werden kann. Um die Verteilerwalze 9
ist eine Trennfolienrolle 22 aufgesetzt.
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zur Durchführung der Beschichtung wird zunächst die Verteilerwalze
9 abgenommen und das Rohr 4 auf die Rollen 14 und 1, aufgesetzt. Darallfhin wird
die Verteilerwalze 9 mit der aufgeschobenen Trennfolienrolle 22 in das Rohrinnere
7 eingeschoben. Die Verteilerwalze 9 wird in den Ausnehmungen 20 der Führung 16
gelagert. In der Zwischenzeit ist eine Mischung aus Epoxidharz mit Härter und Füllstoff
vorbereitet in eine Form, die aus einem Trog besteht, der etwa die Länge des Rohres
hat, gegossen worden und diese Form gerSittelt worden. Durch das Rütteln und nachfolgendes
Puhenl&ssen der Masse ist es möglich, daß eingeschlagene Luftbläschen entweichen.
Aus diesen Formtrögen wird die Kunstharzmasse vor die Rolle 14 eingegossen. Daraufhin
word das Rohr 4 gedreht. Dies kann entweder durch Antrieb der rollen 14 und 15 oder
der Verteilerwalze 9, durch Kombination des Antriebes der Rollen 14 und 15 und der
Verteierwalze 9, durch einen am Rohr 4 angreifenden Antrieb oder auch durch Verdrehen
des Rohres 4 von Hand aus erfolgen.
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Die Beschichtungsmischung, d-- Kunststoff 1, wird dabei
unter
der Verteilerwalze 9 hindurch gepreßt, wobei gleichzeitig von der Trennfolienrolle
22 ein silikonbeschichtetes Trennpapier als Trennfolie aufgewalzt wird. Das Rohr
4 wird um 3600 gedreht, sodaß sich eine komplette Rundumbeschichtung mit Kunststoff
ergibt, dessen Stärke der Distanz der Verteilerwalze 9 von der Rohrinnenfläche entspricht.
Sodann kann das Trennpapier 3 abgeschnitten werden und die Verteilerwalze 9 aus
dem Rohr 4 herausgenommen werden. Das Rohr 4 kann zum Aushärten abgelegt werden
und das nächste Rohr auf die Beschichtungseinrichtung gelegt werden worauf der nächste
Beschichtungsvorgang erfolgen kann. Nach dem Aushärten der Beschichtung, üblicherweise
nach ein bis zwei Stunden, oder auch später, kann das Trennpapier 3 von der Oberfläche
abgezogen werden und das Rohr ist fertig.
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L e e r s e i t e