DE4445166A1 - Aushärtbarer Schlauch und Verfahren für die Sanierung von Rohrleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen aushärtbaren Schlauch für die Sanierung von Rohrleitungen insbesondere von Abwasserkanälen mit mindestens einer gegen härtbare Harze undurchlässigen Hülle und mit mehreren Lagen textiler Bahnen, die in Längsrichtung des Schlauches verlaufende Kanten aufweisen und mit dem härtbaren Harz getränkt sind.

Diese mit Harz getränkten oder imprägnierten textilen Bahnen werden auch als "Armierungsschichten" bezeichnet.

Die Rohrleitungen bzw. Abwasserkanäle haben im allgemeinen unregel­ mäßige Innenoberflächen, sei es aufgrund von Schäden, sei es aufgrund von Richtungsänderungen oder Änderungen im Durchmesser, sei es durch das Vorhandensein seitlicher Abzweigungsleitungen. Die für die Sanierung einge­ setzten Schläuche werden in die betreffenden zu sanierenden Rohrleitungen eingezogen und dann durch einen Innendruck auf den Enddurchmesser ge­ bracht, was mittels Druckluft oder Druckwasser geschehen kann. Hierbei ver­ ursachen die vorstehend beschriebenen Änderungen Probleme, weil die be­ kannten Schläuche nicht zur Anpassung an die Innenoberflächen von Rohr­ leitungen gebracht werden können.

Durch die CH-PS 675 704 ist es bekannt, maßgeschneiderte Schläuche vor­ zufertigen, die den geometrischen Gegebenheiten in der zu sanierenden Rohrleitung Rechnung tragen. Von Nachteil ist hierbei jedoch, daß zu diesem Zweck die betreffende Rohrleitung mit allen Unregelmäßigkeiten ausge­ messen werden muß. Der maßgeschneiderte Schlauch ist dann nur für die vermessene Rohrleitung verwendbar. Dadurch gestaltet sich das Sanierungsverfahren außerordentlich aufwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen aushärtbaren Schlauch der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, der sich auto­ matisch - innerhalb bestimmter Bereichsgrenzen - den geometrischen Ver­ hältnissen der zu sanierenden Rohrleitung anpaßt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs angegebenen Schlauch erfindungsgemäß dadurch, daß

• a) die Kanten je einer textilen Bahn auf dem Umfang des Schlauches nicht miteinander verbunden sind und
• b) die Lage der Kanten auf dem Umfang des Schlauches gegeneinander versetzt ist,

derart, daß der Schlauch durch einen Innendruck im Durchmesser veränder­ bar ist.

Durch den erfindungsgemäß ausgebildeten Schlauch kann sich dieser den gegebenen Unstetigkeiten oder Unregelmäßigkeiten bei der Durchmesser­ vergrößerung anpassen, so daß zwischen dem fertig ausgehärteten Schlauch und der sanierten Rohrleitung keine Hohlräume unzulässiger Größe ausge­ bildet werden. Die sanierte Rohrleitung und der an deren Innenfläche nahezu lückenlos an liegende Schlauch unterstützen sich mithin wechselseitig im Hinblick auf ihre statischen Eigenschaften.

Durch die erfindungsgemäße Flexibilität hinsichtlich des Schlauchdurch­ messers bilden sich im Schlauch auch solche Unregelmäßigkeiten der inneren Oberfläche der Rohrleitung ab, die durch seitliche Abzweigungs­ leitungen, Schächte etc. bedingt sind, ohne daß sich das betreffende Flächenelement des Schlauches unzulässig weit in die Abzweigungsleitung oder den Schlauch hinein verformt. Es ist dadurch möglich, in dem ausge­ härteten Schlauch eine Öffnung zu erzeugen, indem man den schwach ver­ formten Flächenbereich des Schlauches durch Fräsen heraustrennt und da­ durch die erforderliche Öffnung wieder freilegt. Dies ist auch dann der Fall, wenn zwei im wesentlichen waagrechte Kanalabschnitte durch einen senk­ rechten Schacht verbunden sind und der Schlauch durch diesen Schacht hin­ durchgeführt ist. In diesem Fall entsteht an der Oberseite des ausgehärteten Schlauchs eine schwach bombierte Kalotte, die von innen her ohne weiteres erkennbar und heraustrennbar ist.

Die Zahl der verwendeten textilen Bahnen ist dabei nach oben hin nicht be­ grenzt. In besonders zweckmäßiger Weise verwendet man dabei eine größere Zahl möglichst dünner textiler Bahnen, wodurch sich Unterschiede in der Wandstärke des Schlauches weniger störend bemerkbar machen.

Die einzelnen textilen Bahnen können dabei ausgebildet sein als Vliese oder Filze, Gewebe, Geflechte, Rovings oder Gelege, wobei unter dem Ausdruck "Gelege" ein Flächengebilde verstanden wird, das aus kleineren Abschnitten der vorstehend genannten textilen Materialien gebildet ist, die nach Zufall verteilt sind. Es ist selbstverständlich möglich, innerhalb eines Schlauchs unterschiedliche Textilbahnen der vorstehend angegebenen Beschaffenheit einzusetzen und auch einzelne der Textilbahnen untereinander zu vernadeln. Als Material für die besagten Textilbahnen werden in besonders vorteilhafter Weise Glasfasern oder Glasfäden verwendet; es ist aber durchaus möglich, auch organische Fäden oder Fasern einzusetzen.

Als Material für die Außen- und für die Innenhülle wird dabei bevorzugt Folienmaterial verwendet, auch solches, das aus mehreren Schichten aufge­ baut ist. In besonders vorteilhafter Weise werden dabei Folien aus Polyester und Polyamid verwendet, die bis zu 30% dehnbar sind. Zwischen diesen Folien sind die textilen Bahnen und das Harz eingeschlossen. In flach­ liegendem und gefaltetem Zustand läßt sich ein solcher Schlauch problemlos transportieren, nach dem Entfalten in die zu sanierende Rohrleitung ein­ ziehen und alsdann durch einen Innendruck aufblasen, wobei sich der be­ treffende Schlauch geschmeidig an die Innenwand der Rohrleitung anlegt.

Als Harze werden dabei sogenannte "Reaktionsharze" verwendet, die mittels Wärme oder UV-Strahlung aushärtbar sind. Derartige Reaktionsharze ent­ halten Zusätze wie Initiatoren, Beschleuniger, Sensibilisatoren und gegebenenfalls auch Füllstoffe. Bewährte Reaktionsharze dieser Art werden von der Firma BASF unter der Bezeichnung "Palatal" vertrieben. Der Aus­ druck "Reaktionsharze" ist ein stehender Begriff, der in dem Kunststoff- Lexikon von Stoeckhert, 7. Auflage, 1981 ausführlich erläutert ist.

Solange das Reaktionsharz nicht ausgehärtet ist, wirkt es als Schmier- oder Gleitmittel zwischen den einzelnen Lagen der textilen Bahnen und gegenüber der Innen- und der Außenhülle. Die Durchmesservergrößerung wird also nicht durch die Reibung zwischen den einzelnen textilen Bahnen und den besagten Hüllen unzulässig behindert.

Es ist dabei besonderes vorteilhaft, wenn die Kanten einer jeden Bahn in nicht erweitertem Zustand einander überlappen. In zweckmäßiger Weise wird man den Aufweitevorgang dahingehend begrenzen, daß die Überlappung auch am Ende des Aufweitevorganges nicht restlos aufgehoben wird. Auf diese Weise entsteht ein ausgehärteter Schlauch mit besonders guten statischen Eigenschaften.

Bei Verwendung einer besonders großen Zahl einzelner textiler Bahnen, die besonders dünn sind, ist es auch möglich, auf eine Überlappung zu ver­ zichten, da auf die genannte Weise gleichfalls eine ausreichende statische Festigkeit erzielt wird.

Um das Reaktionsharz an einem Austreten zu hindern, ist es besonders vor­ teilhaft, wenn sowohl die Außenhülle als auch die Innenhülle aus auf dem Umfang geschlossenen Folien bestehen. Die beiden Hüllen können dabei nahtlos extrudiert sein, es ist jedoch auch möglich, auch die Hüllen aus Folienbahnen herzustellen, die durch eine Längsnaht dicht miteinander ver­ bunden sind. In beiden Fällen ist es erforderlich, Hüllen aus einem dehnbaren Material zu verwenden, was bereits weiter oben erläutert wurde.

Es ist aber ohne weiteres möglich, für die Hüllen auch nicht dehnbares Folienmaterial zu verwenden, sofern die Hüllen mit Mitteln zur Begrenzung der Aufweitung versehen sind. Dies kann beispielsweise durch eine oder mehrere Falten geschehen, die in Längsrichtung der Hüllen verlaufen.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Sanieren von Rohrleitungen mit einem solchen Schlauch. Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß so verfahren, daß man den Schlauch mit nicht ausgehärtetem Harz in die Rohr­ leitung einzieht, ihn unter Verschiebung der Kanten der textilen Bahnen relativ zueinander durch Innendruck im Durchmesser vergrößert und an­ schließend das Harz aushärtet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Radialschnitt durch einen Schlauch und

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer Außenhülle mit einer Falte zur defi­ nierten Begrenzung des Aufweitevorgangs.

In Fig. 1 ist ein Schlauch 1 gezeigt, dessen Außenhülle 2 aus einer auf dem Umfang geschlossenen Folie besteht, die durch Füllstoffe und/oder durch eine Beschichtung gegenüber einer Härtungsstrahlung undurchlässig ge­ macht ist. Zwischen der Außenhülle 2 und einer Innenhülle 3 befinden sich insgesamt vier textile Bahnen 4, 5, 6 und 7, die jeweils eine Innenkante K1 und eine Außenkante K2 besitzen. Zwischen diesen Kanten K1 und K2, die in Längsrichtung des Schlauches 1 verlaufen, existiert für jede textile Bahn ein Überlappungsbereich 8, der so bemessen ist, daß die Überlappung auch bei maximaler Aufweitung des Schlauches 1 nicht aufgehoben wird. Der Aus­ druck "in Längsrichtung des Schlauches" besagt nicht notwendigerweise, daß die Kanten K1 und K2 parallel zur Schlauchachse verlaufen; vielmehr können diese Kanten auch entlang von Schraubenlinien verlaufen, die mit großer Steigung um die Schlauchachse A herumgeführt sind.

Die Innenhülle 3 besteht aus einem für die Härtestrahlung durchlässigen Folienwerkstoff. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist im Zentrum des Schlauches 1 eine Strahlungsquelle L angeordnet, die beispielhaft aus einem UV-Strahler besteht. Die radialen Pfeile sollen die Ausbreitung der Strahlung andeuten. Die Strahlungsquelle L ist naturgemäß nicht Bestandteil des Schlauches; sie wird während des Aushärtevorgangs in Richtung der Schlauchachse A durch den Schlauch hindurchbewegt.

Die Radiusdifferenz zwischen der Außenhülle 2 und der Innenhülle 3 ist extrem übertrieben dargestellt, um die Anordnung der textilen Bahnen und deren Überlappungsbereiche 8 deutlicher darstellen zu können. Es ist insbe­ sondere ersichtlich, daß die Kanten K1 und K2 einer jeden textilen Bahn und der dadurch definierte Überlappungsbereich 8 auf dem Umfang versetzt an­ geordnet sind, und zwar bevorzugt um jeweils 180 Grad. Das gesamte Volumen zwischen der Außenhülle 2 und der Innenhülle 3 ist mit einem der weiter oben beschriebenen Reaktionsharze ausgefüllt, mit dem gleichzeitig die einzelnen textilen Bahnen imprägniert bzw. getränkt sind.

Wird nun nach dem Einziehen des Schlauches 1 in die zu sanierende Rohr­ leitung, die nicht dargestellt ist, in der Innenhülle 3 ein Druck "P" erzeugt so wird der gesamte Schlauch 1 infolge der Inkompressibilität des Reaktions­ harzes gegen die Innenwand der zu sanierenden Rohrleitung gepreßt, und zwar gemäß den einleitenden Ausführungen unter zumindest weitgehender Berührung der inneren Oberfläche der Rohrleitung. Es versteht sich, daß für diesen Zweck die beiden Hüllen 2 und 3 ein entsprechendes Dehnungsver­ halten aufweisen, während die textilen Bahnen 4 bis 7, die in sich nur allen­ falls in untergeordnetem Maße elastisch verformbar sind, dieser Durch­ messervergrößerung durch Verkleinerung der Überlappungsbereiche 8 folgen. Unter der Wirkung der Strahlungsquelle L wird der beschriebene Ver­ bund irreversibel ausgehärtet und bildet einen erstarrten Schlauch mit hoher statischer Festigkeit.

Während Fig. 1 jeweils einen Überlappungsbereich 8 zwischen den Kanten K1 und K2 einer jeden textilen Bahn zeigt, ist es durchaus möglich, jede dieser textilen Bahnen auch mehrfach zu unterteilen und dadurch auf dem Umfang eine größere Zahl von Überlappungsbereichen vorzusehen.

In jedem Fall sind sowohl die beiden Hüllen 2 und 3 als auch die textilen Bahnen so ausgelegt, daß die definierte Endausdehnung des Schlauches größer ist als der im Verarbeitungsbereich vorliegende maximale Rohrdurch­ messer. Es ist aber gleichfalls dafür Sorge zu tragen, daß die Endaus­ dehnung nicht sehr viel größer ist, da vermieden werden soll, daß ent­ sprechende Wandelemente des Schlauches allzu tief in Abzweigungs­ leitungen, Schächte etc. hineingepreßt werden.

Während die Fig. 1 nahtlose Hüllen 2 und 3 zeigt, ist es denkbar, diese auf dem Umfang mit Längsnähten zu versehen, d. h. aus Folienbahnen herzu­ stellen.

Es hat sich überraschend gezeigt daß der erfindungsgemäße Schlauch auch wesentlich leichter zu verlegen ist, wenn die zu sanierende Rohrleitung bzw. der Abwasserkanal Richtungsänderungen aufweist. Die bei nicht flexiblen Schläuchen in solchen Fällen zu beobachtende Faltenbildung unterbleibt beim Erfindungsgegenstand zumindest weitgehend.

Fig. 2 zeigt nun eine Variante der Außenhülle 2 nach Fig. 1, nämlich eine Außenhülle 9, die aus einem Folienwerkstoff besteht, der zumindest nicht wesentlich dehnbar ist. Um auch hierbei eine Durchmesservergrößerung zu ermöglichen, ist die Außenhülle 9 mit einer in Längsrichtung des Schlauches verlaufenden Falte 10 versehen, die gewissermaßen einen geschlossenen Überlappungsbereich darstellt. Der im Überlappungsbereich liegende Ab­ schnitt 9a der Außenhülle 9 ermöglicht eine Zunahme des Umfangs der Außenhülle 9 in der Größe des MaßesΔU und damit eine entsprechende Zu­ nahme des Durchmessers. Durch entsprechende Auswahl des Folienwerk­ stoffes der Außenhülle 9 ist es in diesem Falle möglich, die Durchmesserzu­ nahme definiert zu begrenzen. Es ist auch in diesem Falle möglich, auf dem Umfang der Außenhülle 9 mehrere, entsprechend kleinere, Falten 10 vorzu­ sehen, d. h. auch mehrere Abschnitte 9a mit einem entsprechend verringerten MaßΔU.

Je größer die Anzahl der Überlappungen, um so kleiner können die Über­ lappungsbereiche gehalten werden, und um so leichter läßt sich der Schlauch im Durchmesser vergrößern.

Claims (8)

1. Aushärtbarer Schlauch für die Sanierung von Rohrleitungen, insbe­ sondere von Abwasserkanälen, mit mindestens einer gegen härtbare Harze undurchlässigen Hülle (2, 3) und mit mehreren Lagen textiler Bahnen (4, 5, 6, 7), die in Längsrichtung des Schlauches (1) ver­ laufende Kanten (K1, K2) aufweisen und mit dem härtbaren Harz ge­ tränkt sind, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Kanten (K1, K2) je einer textilen Bahn (4, 5, 6, 7) auf dem Umfang des Schlauches (1) nicht miteinander verbunden sind und
• b) die Lage der Kanten (K1, K2) auf dem Umfang des Schlauches (1) gegeneinander versetzt ist, derart, daß der Schlauch (1) durch einen Innendruck im Durchmesser veränderbar ist.

2. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (K1, K2) einer jeden Bahn (4, 5, 6, 7) in nicht erweitertem Zu­ stand einander überlappen.

3. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (K1, K2) einer jeden Bahn (4, 5, 6, 7) im nicht erweiterten Zu­ stand einander nicht überlappen.

4. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ge­ tränkten Bahnen (4, 5, 6, 7) von einer gegen Härtungsstrahlung un­ durchlässigen Außenhülle (2) umgeben sind.

5. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ge­ tränkten Bahnen (4, 5, 6, 7) mit einer gegen Härtungsstrahlung durch­ lässigen Innenhülle (3) belegt sind.

6. Schlauch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Außenhülle (2) als auch die Innenhülle (3) aus auf dem Umfang ge­ schlossenen Folien bestehen.

7. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen­ hülle (3) und/oder die Außenhülle (2) mit Mitteln (9a, 10) zur Begrenzung der Aufweitung versehen ist/sind.

8. Verfahren zum Sanieren von Rohrleitungen mit einem Schlauch (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schlauch (1) mit nicht ausgehärtetem Harz in die Rohrleitung einzieht, unter Verschiebung der Kanten (K1, K2) der textilen Bahnen (4, 5, 6, 7) relativ zueinander durch Innendruck im Durchmesser vergrößert und anschließend das Harz aushärtet.