DE4103847A1 - Verfahren und vorrichtung zum auskleiden von langgestreckten oeffnungen mit kreisfoermigen und nicht kreisfoermigen querschnitten, insbesondere fuer den kanal- und tunnelbau - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auskleiden von langgestreckten Öffnungen durch ein Wickelband, wobei durch eine Wickeleinrichtung Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern und Querschnitten, vorwiegend mit Kreis- und Eiquerschnitten, erzeugt werden.

Aus der DE-OS 24 42 357 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die Wände des mit einer Vortriebsmaschine aufgefahrenen Tunnels während des Vortriebs mit einer aus einem weichen Band gebildeten wendelförmigen Wicklung ausgekleidet werden. Diese Einrichtung ist in der Lage, im wesentlichen kreisrunde Querschnitte auszukleiden. Die einzelnen Windungen überlappen sich im Bereich der Seitenkanten, sie werden aber nicht durch eine feste Verbindung zusammengefügt.

In dem deutschen Gebrauchsmuster 89 13 689 ist ein Verfahren angegeben, bei dem über Druckrollen, sogenannte Walzen, durch einen Fügevorgang im Bereich der Seitenkanten ein fest zusammengefügtes Wickelrohr entsteht. Hierbei wird der das Wickelrohr bildende Streifen durch diese Walzen gegen eine zylindrische Hülse gedrückt, deren Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des zu bildenden Rohres entspricht. Der Nachteil dieser Einrichtung ist, daß der entstehende Ringraum nachträglich verfüllt werden muß und nur ein kreisförmiges Rohr mit konstantem Durchmesser gewickelt wird.

Die gleichen Nachteile treffen auch für eine Einrichtung entsprechend der deutschen Offenlegungsschrift 38 38 537 zu. Hier wird vorgeschlagen, im Schutze des Schildschwanzes bzw. des Nachläufers einer Vortriebsmaschine ein Insitu-Rohr im Wickelverfahren herzustellen.

Die Auskleidung nicht kreisförmiger Querschnitte, insbesondere von Eiprofilen, um z. B. defekte Leitungen zu sanieren, wird bei begehbarem Querschnitt durch Platten oder Formteile vorgenommen. Im Bereich der nicht begehbaren Querschnitte werden z. B. Schläuche eingezogen, die durch Innendruck an die Außenwand gepreßt werden. Diese Verfahren eigenen sich nicht für die Neuverlegung; hier werden die Leitungen in der sogenannten offenen Bauweise mit den Beeinträchtigungen für Verkehr und Umwelt verlegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl zur Abdichtung defekter Leitungen als auch zum Bau neuer Leitungen Auskleidungen mit unterschiedlich großen und nicht kreisförmigen Querschnitten zu schaffen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zunächst in bekannter Weise einer Wickeleinrichtung konstant ein Wickelband zugeführt und spiralförmig zu einer Auskleidung gewickelt wird. Das Heranführen des als Spirale geformten Wickelbandes in einem Schraubengang erfolgt wie in der deutschen Anmeldung P 39 21 920.8, in dem das Profilband durch die Rotation eines mit einem Schraubengang versehenen Doppelrohres in Verbindung mit einer Verschubrolle sowie einer Gegenrolle vorwärts transportiert und einer Fügestelle zugeführt wird, in der es über eine Druckrolle zusammengefügt und gegen eine Schildschwanzdichtung gedrückt wird. Die Besonderheit bei der hier vorgestellten Lösung besteht nun darin, daß der Schildschwanz nicht mehr nur kreisförmige Querschnitte aufweist, sondern entsprechend den auszukleidenden Querschnitten geformt ist. Daraus ergibt sich dann die Forderung, daß die Druckrolle nicht mehr auf einer Kreisbahn bewegt, sondern der Querschnittsform des Schildschwanzes nachgeführt werden muß. Dies erfolgt dadurch, daß die Druckrolle auf beweglichen Stützen gelagert ist, so daß sie entsprechend der Querschnittsveränderung ein- oder ausgefahren werden.

Nach Austritt des gewickelten Rohres aus dem Schildschwanz wird es durch Kalibrierrollen, die ebenfalls auf beweglichen Stützen gelagert sind, auf die endgültige Form erweitert, d. h. es können so über eine entsprechende Anstellung der Kalibrierrollen unterschiedliche Öffnungen ausgekleidet werden, wobei sich der Unterschied sowohl auf den Durchmesser als auch auf die Querschnittsform bezieht, z. B. Auskleidung eines unterschiedlich großen Eiprofils. Dabei kann aber auch ein definierter Ringraum eingestellt werden. Die Nachführung der Druckrollen und der Kalibrierrollen erfolgt entweder durch elastische Elemente, wie z. B. Federn, die einen gewissen Druck ausüben, oder durch einen gesteuerten Druckaufbau oder durch einen gesteuerten Weg.

Das Wickeln unterschiedlicher Durchmesser und Querschnittsformen erfordert auch einen unterschiedlichen Vorschub des Wickelbandes. Deswegen wird ein vom Wickelkäfig unabhängiger Antrieb für das Wickelband vorgesehen. Dieser könnte wie in der europäischen Patentschrift 00 11 916 (Fig. 15) ausgebildet sein. Eine solche Ausführung hat aber den Nachteil, daß der Antrieb sich auf dem drehenden Wickelkäfig befindet, was besonders nachteilig für die Energieversorgung und die Steuerung ist. Eine Vereinfachung wird dadurch erreicht, daß die Vorschubrolle über ein umlaufendes Zahnrad angetrieben wird, in der Form eines Überlagerungsgetriebes.

Eine weitere Besonderheit der Lösung zur Heranführung des als Spirale geformten Wickelbandes bis zur Antriebsrolle besteht darin, daß die Zuführung in einem Kanal erfolgt, der nach innen mit Rollen versehen ist, deren Achsen senkrecht zum Wickelband verlaufen und der seitlich und nach außen mit glatten Wänden versehen ist, wobei die Rollen die Reibungskräfte beim Heranführen vermindern und die geschlossenen Wände das Einfädeln des Wickelbandes erleichtern sollen.

Eine weitere Besonderheit bezüglich des Einfädelvorganges besteht in seitlichen Führungselementen, die im Bereich zwischen Vorschubrolle und Andruckrolle, an der das Band gefügt wird, angeordnet sind. Diese Führungselemente fixieren beim Einfädelvorgang das Band seitlich auf seiner Bahn, bis es die Andruckrolle erreicht hat. Beim weiteren Einfädelvorgang wird durch das Wickelband kontinuierlich ein Rohr erzeugt, das sich drehend an dem noch stehenden Wickelkäfig entlang bewegt. Damit nun aber diese seitlichen Führungselemente das Rohr in seiner Bewegung nach hinten während des Einfädelns nicht behindern, werden sie durch den Anfang des Bandes, das das Wickelrohr bildet, gegen eine gewisse Federkraft radial nach innen gedrückt.

Eine Wickeleinrichtung, die für das Sanieren von undichten Kanälen eingesetzt wird, kann aus folgenden Baukomponenten bestehen:
Vorschub- und Verspanneinheit, Antriebseinheit, Wickelkäfig. Diese Komponenten sind prinzipiell auch in dem deutschen Gebrauchsmuster 89 13 689 zu erkennen. Da jedoch bei vorgegebenen Baulängen des Wickelkäfigs für eine gewünschte Durchmesserveränderung vom Wickelband her Grenzen gesetzt sind, wird vorgeschlagen, daß durch eine einfache Austauschbarkeit des Wickelkäfigs der Anpassungsbereich an unterschiedliche Durchmesser und für unterschiedliche Querschnitte erweitert wird. Der Austausch kann sich natürlich auch auf die Vorschub- und Verspanneinheit beziehen. Dabei bleibt aber die aufwendige Antriebseinheit unverändert.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, die Baukomponenten in ihrer Länge so zu bemessen, daß sie in herkömmlichen Einstiegschächten abgelassen und auf der Schachtsohle montiert werden können.

Es wurde bereits erwähnt, daß das Wickelband als Spirale herangeführt wird. Aus diesem Grunde ist für die sich außerhalb des Einstiegschachtes befindliche Speicherspule eine Verdreheinrichtung vorgesehen, die durch die Bewegungsabläufe, Abziehen von der Spule und Verdrehen der Spule, die für das Wickelrohr erforderliche Spirale des Wickelbandes erzeugt.

In der deutschen Patentanmeldung 39 21 920.8 wird für eine Wickeleinrichtung in Verbindung mit einer Tunnelvortriebsmaschine eine Drehdurchführung für die Durchleitung von Ver- und Entsorgungsleitungen aus der durch das Wickelband gebildeten Spirale vorgeschlagen. Diese Drehdurchführung kann bei der Sanierung von Leitungen in ähnlicher Form auch für die Durchleitung der sich in der Leitung befindlichen Medien, z. B. Abwasser, vorgesehen werden.

Weiter weist die Wickeleinrichtung eine Abstützung der Verspann- und Vorschubeinrichtung auf, die erforderlich wird, wenn die Vorschubeinheit bei eingezogener Verspanneinheit vorgeschoben wird.

In den folgenden Figuren ist als ein Ausführungsbeispiel eine Wickeleinrichtung zum Sanieren von Kanälen dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 ein Längsschnitt,

Fig. 2 eine Ansicht von hinten.

Die Wickeleinrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus den Komponenten Vorschub- und Verspanneinheit (1), Antriebseinheit (2) und Wickelkäfig (3). Mit (4) sind Spannelemente bezeichnet, die durch hydraulische oder pneumatische Beaufschlagung erweitert werden und sich in dem zu sanierenden Kanal (5) verspannen. Der Vorschub erfolgt über Hydraulikzylinder (6), die Führung erfolgt über eine Teleskopführung (7). Die Antriebseinheit (2) enthält den Antriebsmotor (8) für den Wickelkäfig (3) und den Antriebsmotor (9), der über ein Ritzel (10) und ein umlaufendes Zahnrad (11) die Antriebsrolle (12) für das Wickelband (13) antreibt. Der Antriebsrolle (12) gegenüber liegt die Gegenrolle (14). Die Verlängerung des Gehäuses (15) für die Antriebseinheit (2) bildet der Schildschwanz (16).

Der Wickelkäfig (3) weist eine Lagerung (17) auf, über die er an der Antriebseinheit (2) befestigt ist. Die Druckrolle ist mit (18) bezeichnet. Sie ist auf beweglichen Stützen (19) gelagert und wird durch Federn (20) angepreßt. Die Kalibrierollen (21) bewirken durch ihre Schrägstellung und durch die Nachführung über bewegliche Stützen (19) und Federn (20), daß das aus dem Wickelband (13) entstandene Wickelrohr (22) erweitert wird und zur Anlage an dem zu sanierenden Kanal (5) gelangt. Der das Wickelband (13) führende Kanal (23) besteht aus den Seitenwänden (24) und der nach außen weisenden Wand (25) sowie den Führungsrollen (26). Die seitlichen Führungselemente (27) zwischen Andruckrolle (18) und Antriebsrolle (12) werden über Federelemente (28) radial nach außen gedrückt. Die Abstützung für die Verspann- und Vorschubeinheit (1) ist mit (29) bezeichnet.

In der Ansicht von hinten - gemäß Fig. 2 - ist eine Ausführung dargestellt, bei der der zu sanierende Kanal (5) aus einem Betonrohr mit Eiprofil (30) besteht; Das Wickelband (13) wird durch zwei Kalibrierrollen (21) und den zugehörigen beweglichen Stützen (19) eng an die Wandung des Kanals (5) angedrückt. Das als Spirale zugeführte Wickelband (13) befindet sich in dem Kanal (23).

Claims (10)

1. Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer gewickelten Auskleidung für unterschiedlich große und beliebig geformte Querschnitte, insbesondere für den Kanal- und Tunnelbau und deren Auskleidung, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine nachgeführte Andruckrolle (18), die auf einem sich drehenden Wickelkäfig (3) angeordnet ist, innerhalb eines beliebig geformten Schildschwanzes (16) und durch nachgeführte Kalibrierrollen (21) innerhalb einer beliebig geformten langgestreckten Öffnung aus einem Wickelband (13) ein Wickelrohr (22) mit unterschiedlichem Durchmesser und beliebiger Querschnittsform gebildet wird.

2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführung der Andruckrolle (18) und der Kalibrierrollen (21) über bewegliche Stützen (19) und durch elastische Elemente (20) erfolgt oder durch einen gesteuerten Druckaufbau oder angesteuerten Weg.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Wickelband (13) antreibende Vorschubrolle (12) über ein umlaufendes Zahnrad (11) in Form eines Überlagerungsgetriebes angetrieben wird.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Wickelbandes (13) in einem Kanal (23) erfolgt, der nach innen mit Rollen (26) versehen ist, deren Achsen senkrecht zum Wickelband (13) verlaufen und der seitlich und nach außen mit glatten Wänden (24, 25) versehen ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelband (13) im Bereich zwischen Vorschubrolle (12) und Andruckrolle (18) durch radiale, nach innen verschiebbare Führungselemente (28) geführt wird.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, bestehend aus den Baukomponenten, Vorschub- und Verspanneinheit (1), Antriebseinheit (2) und Wickelkäfig (3), dadurch gekennzeichnet, daß durch Austausch des Wickelkäfigs (3) und der Vorschub- und Verspanneinheit (1) der Anpassungsbereich für unterschiedliche Durchmesser und unterschiedliche Querschnitte erweitert wird.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Baukomponenten in ihrer Länge so bemessen sind, daß sie in herkömmlichen Einstiegschächten abgelassen werden können und auf der Schachtsohle montierbar sind.

8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich außerhalb des Einstiegschachtes eine verdrehbare Speicherrolle befindet.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehdurchführung zur Durchleitung der sich in der Leitung befindlichen Medien durch die das Wickelband (13) bildende Spirale vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abstützung (29) der Vorschub- und Verspanneinrichtung (1) erfolgt.