DE4109663C2 - Verfahren zur Sanierung von Leitungen durch druckdichte Auskleidung mit thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist in der nicht vorveröffentlichten EP 0 436 060 A1 beschrieben.

Aus der EP 0 301 697 A2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einbringen eines Inliner-Rohres zum Schutz oder zur Wiederherstellung einer beschädigten Leitung bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Inliner-Rohr aus Kunststoff mit den gewünschten Abmessungen, d. h. mit auf den Innendurchmesser der Leitung abgepaßten Außendurchmesser und gewünschter Wandstärke hergestellt. Nach der Extrusion wird das Rohr erneut auf eine Temperatur deutlich unterhalb der Verflüssigungstemperatur erwärmt und durch seitliches Eindrücken in ein deformiertes Rohr geformt, dessen Querschnitt U-förmig oder V-förmig erscheint. Das so deformierte Rohr weist eine Querschnittsausdehnung auf, die geringer ist als der Innendurchmesser der Leitung, in die das Inliner-Rohr eingezogen werden soll. In der Leitung wird das Rohr erneut erwärmt, um die Deformation wieder aufzuheben und zu der ursprünglichen Rohrform zurückzukehren. Außerdem wird der Druck im Inneren des Rohres erhöht, um das Rohr gegen die Innenwand der Leitung anzudrücken.

Bei diesem bekannten Verfahren muß also zunächst ein Inliner-Rohr mit konstantem Außenradius hergestellt werden, der auf den Nennwert des Innendurchmessers der zu sanierenden Leitung abgestimmt ist. Es ist daher nicht möglich, das Inliner-Rohr toleranzbedingten Schwankungen des Leitungsinnendurchmessers in befriedigender Weise anzupassen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein vereinfachtes Verfahren zur Sanierung von Leitungen zu schaffen, das eine druckdichte Aus­ kleidung der Leitung erreicht und den Ausgleich von Toleranzen der Leitungsinnenform, insbesondere eine Anpassung an variierende Leitungsinnendurchmesser ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren gemäß Oberbebgriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils dieses Anspruches ausgestaltet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also, ausgehend von einem Verfahren gemäß dem vorstehend genannten älteren Vorschlag eine Kunststoffbahn verwendet, deren seitliche Kanten zur Bahnebene abgeschrägt sind. Dadurch ergeben sich schräge Berührungsflächen, die eine gute Anpassung an unterschiedliche oder schwankende Leitungsinnendurchmesser ermöglichen, indem sich die Kanten entlang der Berührungsflächen verschieben können. Dabei wird die hergestellte Innenauskleidung erst innerhalb der Leitung geschlossen und somit in ihren Abmessungen genau an den Leitungsinnendurchmeser angepaßt.

Als Ausgangspunkt des Verfahrens kann eine plane Kunststoffbahn dienen, die aufgerollt auf einer Trommel an der Baustelle be­ reitsteht. Die von der Trommel abgezogene Bahn muß dann vor dem Einzug bearbeitet werden, indem sie erwärmt und verformt wird. Die Verformung kann so erfolgen, daß die äußeren Seitenbereiche der Bahn umgeschlagen und teilweise überlappend übereinander gelegt werden, so daß die Ausdehnung der Kunststoffbahn im Querschnitt kleiner als der Leitungsinnendurchmesser ist.

Es ist jedoch auch möglich, die bereits durch Verformung bearbeitete Bahn an der Baustelle bereitzustellen und direkt von einer Trommel abzuziehen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die verformt vorbereitete Kunststoffbahn unmittelbar vor Einzug in das eine Ende des Leitungsstücks einer weiteren Bearbeitung unterzogen.

Dabei wird die Bahn erwärmt und mittels eines Kalibers aufgewei­ tet und dadurch bereits in eine Rohr- oder Zylinderform mit leichter Überlappung gebracht, so daß der Außendurchmesser un­ terhalb des Leitungsinnendurchmessers bleibt. Dadurch verein­ facht sich die Endbearbeitung und Formanpassung innerhalb der Leitung.

Die zur Formanpassung der in die Leitung eingezogenen Kunst­ stoffbahn notwendige Erwärmung kann in vorteilhaften Ausgestal­ tungen mittels Heißluft, Dampf oder einem Thermodruckschlauch, in den heiße, unter Druck stehende Flüssigkeit eingespeist wird, durchgeführt werden.

Die zum Auseinanderdrücken der eingezogenen Kunststoffbahn und zur Anpassung ihrer Form an die Leitungsinnenwand erforderliche Druckeinwirkung kann mechanisch mittels einer molchartigen Vor­ richtung, die das Leitungsstück durchfährt, Manipulatoren oder mittels eines in die Kunststoffbahn eingezogenen Thermodruck­ schlauchs durchgeführt werden, wobei mit letzterer Vorrichtung Druck- und Wärmeeinwirkung verbunden werden.

Die nach Auseinanderdrücken und Formanpassung der Kunststoffbahn innerhalb des Leitungsstücks zueinander ausgerichteten Berüh­ rungsflächen der Bahnseitenkanten können durch verschiedene bekannte Schweißmethoden miteinander verbunden werden, bei­ spielsweise durch Heißluft-, Heizdraht-, Laser- oder Extrusions­ schweißen. Die notwendigen Schweißgeräte können an der molch­ artigen Vorrichtung angebracht sein, so daß die Verschweißung unmittelbar auf die Formanpassung folgend durchgeführt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Verschweißung durch elektrische Heizdrähte, die nahe an den Bahnseitenkanten in Längsrichtung in die Kunststoffbahn eingearbeitet sind. An den Seitenkanten werden bei der Herstellung der Kunststoffbahn jeweils ein oder mehrere elektrische Leiter eingelegt, die die Kunststoffbahn im wesentlichen parallel zu den Seitenkanten durchziehen. Durch Stromfluß in den integrierten Heizdrähten erfolgt eine Erwärmung und Verschweißung der aneinanderliegenden Seitenkanten innerhalb des Leitungsstücks. Dadurch entfällt die Notwendigkeit eines gesonderten Schweißgerätes, das die Leitung auf ganzer Länge durchfährt. Die Verschweißung von Kunststoff­ berührungsflächen mittels integrierter Heizdrähte stellt ein allgemein sehr vorteilhaftes Verfahren dar, dessen Anwendung nicht auf dem vorliegenden Zusammenhang beschränkt ist und viel­ fältige Anwendungsmöglichkeiten bietet.

In vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfah­ rens wird als thermoplastisches Kunststoffmaterial Polyethylen (PE), vernetztes Polyethylen (VPE) oder Polyvinylidenfluorid (PVDF) verwendet. Die Verschweißfähigkeit der Berührungsfläche kann dadurch günstig beeinflußt werden, daß die beiden zu ver­ schweißenden Seiten aus unterschiedlichen Materialien bestehen, beispielsweise eine Seite aus PE und die andere aus VPE besteht oder eine Seite aus PE und die andere aus PVDF besteht. Demgemäß ist es vorteilhaft, die Kunststoffbahn als Verbundwerkstoff in der Weise auszuführen, daß die Kunststoffbahn an einem Seiten­ bereich aus einem anderen Material als der Rest der Kunststoff­ bahn besteht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den Figuren erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Anordnung zur Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer alternativen Anordnung zur Durchführung des Verfahrens;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer weiteren Alternative einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens;

Fig. 4a bis c verschiedene Ausgestaltungsformen der Bahnseiten­ kanten im Querschnitt,

Fig. 4e und f Leitungsquerschnitte mit verformter Kunststoff­ bahn und an die Leitungsinnenform angepaßter Ausklei­ dung; und

Fig. 5 Kunststoffbahn in verschiedenen Verformungsarten zur Reduktion der Querschnittsausdehnung.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Darin ist eine allgemein mit 1 bezeichnete unterirdische Leitung mit einem ersten Zugangsschacht 16 und einem zweiten Zugangsschacht 18 gezeigt. Das zu sanierende Leitungsstück befindet sich zwischen den Zugängen 16 und 18, während der Leitungsabschnitt links davon bereits mit einem Inliner-Rohr versehen ist. Das Kunst­ stoffmaterial steht aufgerollt auf einer Trommel 2 bereit und wird als ebene Kunststoffbahn 4 von dieser abgezogen. Die Kunst­ stoffbahn 4 muß vor Einzug in das Leitungsstück durch Verformung vorbereitet werden. Dies geschieht in den Bearbeitungseinheiten 6 und 8, wobei in der Einheit 6 die Kunststoffbahn erwärmt wird, um anschließend in der Bearbeitungseinheit 8 verformt zu werden. Dabei sind verschiedene Verformungsarten möglich, die eine aus­ reichende Reduzierung der Querschnittsausdehnung der Kunststoff­ bahn liefern. Einige Beispiele möglicher Verformungsarten sind in Fig. 5 gezeigt. In einer Ausführungsform wird die Kunst­ stoffbahn 4 verformt, indem ihre äußeren Seitenbereiche 9 und 11 umgeschlagen und teilweise überlappend übereinandergelegt wer­ den, um so eine in ihrer Querschnittsausdehnung reduzierte ver­ formte Kunststoffbahn 10 herzustellen. Die verformte Kunststoff­ bahn 10 wird über geeignete Umlenkeinrichtungen in den ersten Zugangsschacht 16 umgelenkt und dort vor dem Einzug in das Lei­ tungsstück einer weiteren Bearbeitung in der Bearbeitungseinheit 12 unterzogen. Darin wird die verformte Kunststoffbahn erneut erwärmt und mit einem runden Kaliber umgeformt, um durch Auf­ weitung bereits eine nahe an der endgültigen Rohrform liegende Form zu erreichen, deren Außendurchmesser durch Überlappung der Endbereiche geringfügig unter dem Innendurchmesser der Leitung liegt. Das vorgeformte Rohr 20 wird mittels eines Seilzugs 14 aus der Bearbeitungseinheit 12 in das Leitungsstück bis zum Leitungsausgang im zweiten Zugangsschacht 18 eingezogen. An­ schließend erfolgt die Endbearbeitung in dem Leitungsstück. Dazu ist zunächst die endgültige Formanpassung an die Leitungsinnen­ wand erforderlich.

Zur Formanpassung muß der Kunststoff erneut erwärmt und unter Druck an die Leitungsinnenwand angepreßt werden. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen, beispielsweise kann eine molch­ artige Vorrichtung das Leitungsstück durchfahren, und dabei jeweils ein Leitungsstück erwärmen und mechanisch nach außen an die Leitungswand andrücken. Erwärmung und Innendruck kann auch auf andere Art erzeugt werden, beispielsweise mittels eines Thermodruckschlauchs, in den unter Druck bestehende, heiße Flüs­ sigkeit eingespeist wird.

Durch das Auseinanderdrücken der Kunststoffbahn werden in die ursprünglichen Bahnseitenkanten einander gegenüberliegend zuein­ ander ausgerichtet. Vorteilhaft sind die Bahnseitenkanten 3 und 5 abgeschrägt gestaltet, wie in Fig. 4a gezeigt ist. Dadurch wird eine schräg zur Rohrachse liegende Berührungsfläche gebil­ det, entlang derer sich die Bahnseitenkanten 3 und 5 verschieben können, um auf diese Weise Leitungsinnendurchmessertoleranzen auszugleichen. Nach Abschluß der Formanpassung wird die Berüh­ rungsfläche der Seitenkanten 3 und 5 verschweißt.

Die Verschweißung der Berührungsfläche kann mittels Heißluft-, Heizdraht- oder Laserschweißung erfolgen, wobei ein geeignetes Schweißgerät an einer molchartigen Vorrichtung durch das Lei­ tungsstück bewegt wird. Dies kann mittels der gleichen Vorrich­ tung durchgeführt werden, die auch Erwärmung und Innendruck zur Formanpassung erzeugt, so daß zur Endbearbeitung der Kunststoff­ auskleidung der Molch nur einmal durch das Leitungsstück bewegt werden muß.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt. Hier steht die Kunststoffbahn bereits verformt vorbe­ reitet, auf eine Trommel 2′ aufgerollt bereit, so daß die vor­ bereitenden Bearbeitungsschritte zur Verformung der ebenen Kunststoffbahn in den Einheiten 6 und 8 aus Fig. 1 entfällt. Die verformt vorbereitete Kunststoffbahn 10 wird von der Rolle 2′ abgezogen, in den ersten Zugangsschacht 16 eingeleitet und dort wiederum der Bearbeitungseinheit 12 zugeführt. Die auf Rohrform mit überlappenden Enden vorgeformte Kunststoffbahn 20 wird dann in gleicher Weise wie in Fig. 1 in das Leitungsstück eingezogen und dort der beschriebenen Endbearbeitung unterzogen.

Fig. 3 zeigt eine weitere Abwandlung einer verfahrensgemäßen Anordnung. Wie in Fig. 2 wird hier die bereits verformt vor­ bereitete Kunststoffbahn 10 von einer Rolle 2′ abgezogen und in den ersten Zugangsschacht 16 eingezogen. Im Unterschied zu der Anordnung aus Fig. 2 erfolgt unmittelbar vor Einzug in das Leitungsstück keine weitere Umformung, und die Bahn 10 wird direkt in das Leitungsstück eingezogen. In diesem Fall muß die Umformung und Aufweitung vollständig innerhalb des Leitungs­ stücks erfolgen, wobei Erwärmung und Innendruck wie oben be­ schrieben bewerkstelligt werden können.

In den Fig. 4a bis c sind verschiedene Ausgestaltungen der Kunststoffbahn in bezug auf ihre Seitenkanten gezeigt. In Fig. 4a sind die abgeschrägten Seitenkanten 3 und 5 gezeigt, die beim zylinderförmigen Zusammenschließen der Kunststoffbahn eine schräg verlaufende Berührungsfläche, d. h. im Zylinderquer­ schnitt eine nicht radial verlaufende Berührungsfläche bilden. Dadurch können sich die Seitenkanten 3 und 5 in vorteilhafter Weise gegeneinander verschieben, um Durchmessertoleranzen zu korrigieren.

In Fig. 4b ist eine Kunststoffbahn mit abgeschrägten Seiten­ kanten 3 und 5′′ gezeigt, die als Verbundwerkstoff ausgeführt ist. Anstelle einer materialeinheitlichen Bahn ist hier ein Seitenbereich mit unterschiedlichem Material ausgebildet, bei­ spielsweise der der Seitenkante 5′′ zugehörige Seitenstreifen aus VPE gebildet, während die restliche Kunststoffbahn aus PE be­ steht. Der Materialübergang an der Berührungsfläche bewirkt andersartige und günstige Schweißeigenschaften.

In Fig. 4c ist eine besonders bevorzugte Gestaltung der Kunststoffbahn mit inte­ grierten Heizdrähten dargestellt. Elektrische Leiter 24 verlau­ fen nahe an den Seitenkanten 3 und 5 in Längsrichtung der Bahn. Sie werden bereits beim Extrusionsvorgang bei der Herstellung der Kunststoffbahn in diese eingearbeitet. Durch Anlegen von Spannung über die Leiter 24, beispielsweise zwischen den Zu­ gangsschächten 16 und 18, wird die Erwärmung der Seitenkanten und ihre Verschweißung an der Berührungsfläche bewirkt, wenn sie zuvor durch Auseinanderdrücken der Kunststoffbahn richtig zuein­ ander ausgerichtet sind.

Fig. 5 zeigt einige Beispiele, wie die Kunststoffbahn durch Verformung in ihrer Querschnittsausdehnung hinreichend reduziert werden kann, um so in den Leitungsdurchmesser zu passen. Ausge­ hend von einer ebenen Kunststoffbahn 4 werden nach Erwärmung die etwa 1/3 der Breite ausmachenden Seitenbereiche 9 und 11 umge­ schlagen und übereinandergelegt. Durch mehrfaches Umschlagen entstehen die verformt vorbereiteten Kunststoffbahnen 10′ und 10′′. Der Pfeil deutet die Bearbeitungsfolge an, die von einer ebenen Kunststoffbahn 4 ausgeht, im Zwischenschritt eine ver­ formte Bahn 10, 10′, 10′′ bildet und als Endergebnis ein durch Verschweißung druckdichtes Innenrohr 22 erhält.

Claims (10)

1. Verfahren zur Sanierung von Leitungen durch druckdichte Auskleidung mit thermoplastischem Kunststoff, wobei eine Kunststoffbahn (4), deren Breite näherungsweise dem Innenumfang der Leitung (1) entspricht und die durch Verformung in der Weise vorbereitet ist, daß ihre Querschnittsausdehnung kleiner als der Leitungsdurchmesser ist, durch das eine Ende des zu sanierenden Leitungsstückes eingezogen wird, die in die Leitung eingezogene Bahn unter Druck- und Wärmeeinwirkung an die Form der Leitungsinnenwand angepaßt wird, wodurch sich die Seitenkanten (3, 5) der Bahn einander überlappend zueinander ausrichten, und die einander überlappenden Bahnseitenkanten (3, 5) an ihren Berührungsflächen verschweißt werden und dadurch eine über den Leitungsumfang geschlossene, druckdichte Auskleidung (22) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenkanten (3, 5) der Kunststoffbahn (4) bezüglich der Bahnebene abgeschrägt ausgebildet werden, so daß die Seitenkanten (3, 5) beim Umformen der Kunststoffbahn (4) zur Rohrform eine Berührungsfläche bilden, die im Querschnitt nicht radial zur Rohrmittelachse verläuft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Einzug in das Leitungsstück eine plane Kunststoffbahn (4) von einer Trommel (2) abgezogen wird und durch Verfor­ mung für den Einzug vorbereitet wird, indem sie erwärmt und die äußeren Seitenbereiche (9, 11, 9′, 11′) der Bahn umge­ schlagen und teilweise überlappend übereinandergelegt wer­ den.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Kunststoffbahntrommel (2′) bereits die durch Umschla­ gen der Seitenbereiche verformt vorbereitete Bahn (10, 10′, 10′′) für den Einzug in das Leitungsstück abgezogen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verformt vorbereitete Kunststoffbahn (10, 10′, 10′′) unmittelbar vor dem Einzug durch das eine Ende des Leitungsstücks erwärmt und über ein rundes Kaliber gezogen wird und rohrförmig aufgeweitet mit einem Außen­ durchmesser wenig unter dem Innendurchmesser der Leitung eingezogen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung zur Anpassung der Kunst­ stoffbahn an die Form der Leitungsinnenwand mittels Heiß­ luft, Dampf oder einem Thermodruckschlauch durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinwirkung zur Anpassung der Kunststoffbahn an die Form der Leitungsinnenwand mechanisch mittels einer molchartigen Vorrichtung oder mittels eines unter Druck stehenden Thermodruckschlauchs durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung der Berührungsflächen der Bahnseitenkanten (3, 5) durch Heißluft-, Heizdraht-, Laser- oder Extrusionsschweißen durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nahe an den Bahnseitenkanten (3, 5) in Längsrichtung verlaufende elektrische Heizdrähte (24) in die Kunststoffbahn (4) eingearbeitet sind und die Verschweißung der Berührungsfläche der Bahnseitenkanten durch elektrisches Aufheizen der integrierten Heizdrähte (24) erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffbahn aus Polyethylen (PE), vernetztem Polyethylen (VPE), oder Polyvinylidenfluorid (PVDF) besteht.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kunststoffbahn in der Weise als Verbund­ werkstoff ausgebildet ist, daß eine Seitenkante (3) voll­ ständig aus Polyethylen (PE) besteht, während die gegenüber­ liegende Seitenkante (5′′) vollständig aus vernetztem Poly­ ethylen (VPE) oder Polyvinylidenfluorid (PVDF) besteht, so daß die zu verschweißende Berührungsfläche einen PE-VPE- oder einen PE-PVDF-Übergang bildet.