JP6851050B2 - 管用ライナーホースの製造方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１及び７の前文に準じたライニング管用のライナーホース製造方法及びその方法を実行する装置に関する。

損傷した下水道管を溝掘りなしで再生する技術分野において、「インライナー」と呼ばれるライナーホースの利用が増加しており、前記ライナーホースは、繊維材料、特に、液体反応性樹脂が含浸されたガラス繊維布で形成され、導管内にライナーホースを引き込んだ後、圧縮空気を使ってそれを膨張させ、放射源からの光を使用して樹脂を硬化させる。

このようなライナーホースに加えて、このようなライナーホースの製造方法及び装置は、例えば、ドイツ国特許登録公報DE 19823714C2（特許文献１）から公知である。

ドイツ国特許登録公報DE 19823714C2

ライナーホースは、巻取り装置で、樹脂含浸繊維ストリップを、インナーフィルムホース上に重ねて巻き取ることで製造される。前記インナーフィルムホースは、紫外線光に対して透過性であり、片持ち支持管上に引っ張られている。前記片持ち支持管の端部には、巻取りマンドレルが配置され、巻取工程の間、インナーフィルムホースは、該マンドレルに引き込まれる。

上述の巻取り装置には、支持管の巻取りマンドレルと対向する端部が、二つのラムの全体で支持されており、各ラムが、支持管に上方及び下方から作用するクランプ装置を有する点で問題がある。

非常に敏感なインナーフィルムホースを支持管上に引き込むために、インナーフィルムホースは、クランプ装置を交互に開閉することによって、巻取りマンドレルと対向する支持管の端部から、マンドレル上に引き出される。この装置では、インターフィルムホースを、支持管の外面とクランプ装置との間で押す必要がある。

巻取りマンドレルの重い重量及び支持管の長さが原因となって、インナーフィルムホースに高い機械的な応力がもたらされることになる。

加えて、クランプ装置を通してインナーフィルムホースを引き出すことは、非常に時間がかかり、かつ、通常二人以上の人でしか行うことができない。

これに関して、主な難点は、巻取り工程の間、ホースを蓄える領域として働く巻取りマンドレルに隣接する支持管の部分が比較的短く、その結果、巻取り工程に使用され得るホースの部分を蓄えるために利用可能な長さが非常に制限されることにある。

インナーフィルムホースの次の部分が、クランプ装置を通って巻取りマンドレルの側に位置する支持管の部分に押し込まれるたびに、巻取り工程、即ち、ライナーホースの製造を中断しなければならないことを考慮すると、巻取り工程が繰り返し中断されるため、上述した装置の製造速度は、連続生産の場合に達成され得る最高生産速度よりも著しく低いものになる。

従って、本発明の目的は、高い生産速度を可能にするライナー付き導管用巻取りライナーホースの製造方法を提供することにある。

本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴部分の方法によって解決される。

さらにまた、本発明の目的は、樹脂含浸繊維ストリップを使用して巻いたライナーホースを、高い速度で、かつ、高い品質をもって製造し得る方法を実行する装置を提供することにある。

本発明によれば、この目的は、請求項７の特徴部分を備えた、その方法を実行する装置によって解決される。

本発明の他の特徴は、従属項に開示されている。

本発明によれば、ライニング管用ライナーホースの製造方法において、好ましくは、光、具体的には、紫外線光を用いて硬化される反応性樹脂が含浸された繊維ストリップから形成された少なくとも一つの層が、好ましくは紫外線光に対して透過性であるインナーフィルムホースに巻かれる。しかしながら、選択的に、前記反応性樹脂は、熱を通して、例えば、蒸気や温水を用いて硬化され得る公知の反応性樹脂であり得、また、イオン化又は他の電磁放射線を通して硬化され得る公知の反応樹脂であり得、さらにまた、例えば、適当な硬化剤を添加することによって化学的に硬化され得る公知の反応性樹脂であり得る。

この方法において、インナーフィルムホースは、片持ち支持管上に引っ張られ、前記片持ち管の端部には、好ましくは、幾つかの回転移送ストリップから形成された移送装置を備えた巻取りマンドレルが配置されている。前記移送装置は、移送ストリップの回転方向によって決められる供給方向に所定の速度で連続的に繊維ストリップの初期巻取りをしている間、インナーフィルムホースを、装置の反対側にある巻取りマンドレルの自由端上に位置する固定支持面に送る。支持面上を超えて、インナーフィルムホースと繊維材料と、場合によっては、他の層とによって形成されたインナーホースは、巻取りマンドレルから引き出され、かつ、必要であれば、繊維材料、例えば、紫外線光に対して透過性である材料から形成された層に、少なくとも、他の外側層を適用するためにさらに移送される。

本発明による方法は、インナーフィルムホースが、巻取りマンドレルの供給方向の反対側の自由端を超えて支持管上に引っ張られることを特徴とする。

これにより、インナーフィルムホースが、殆ど機械的応力に晒されず、その結果、インナーフィルムホースにおける機械的原因の漏れのリスクが大幅に低減されるという利点が得られる。このような漏れがあると、概して、圧縮空気を利用して、再生するべき導管の中にインナーホースを設置する間に、圧縮空気がこのような漏れが原因で逃げてしまう。その結果、まだ液体のままの反応性樹脂が繊維材料から追い出され、最悪の場合、導管内でインナーホースが崩壊し、放射工程中に、紫外線光源を取り囲んで硬化する。しかし、何れの場合も、インナーフィルムホースの漏れは、反応性樹脂が追い出される結果として、硬化された樹脂材料の強度及び搬送能力を著しく低減させ、その結果、インナーホースの液密性が保証できなくなる。

本発明による方法の範囲では、インナーフィルムホースの引き込み、基本的には、手作業によっても行うことができるが、好ましくは、支持管上にインナーフィルムホースを引き込む工程の間は、移送装置が、反対方向、即ち、巻取り工程中の実際の移送方向以外の方向に駆動され、完全に自動化された方法で引き込み操作を実行するために、引き込み操作をサポートする。これにより、支持管上へのフィルムホースの引き込みに必要な人員が一人だけになることを考慮すると、必要な時間及び必要な人員数が大幅に減少することになる。

加えて、本発明に基づく他の目的によれば、インナーフィルムホースはロール上にメートル単位で供給される製品として巻かれ得、そのロールから、少なくとも一つの偏向ローラを介して、支持面と巻取りマンドレルの自由端との間に位置する隙間の中に案内され得る。前記隙間は、インナーフィルムホースの引き込み中に、例えば、１０ｃｍ〜１００ｃｍ又はそれ以上の幅を有し得る。前記隙間の幅は、好ましくは、支持面に対して、この方法を実行するための関連する装置を動かすことによって調整され得、ここで、その距離は、好ましくは、実際の巻取り工程の前にインナーフィルムホースを引き込むために増加され、巻取りマンドレルの先端へのインナーフィルムホースの供給の妨げにならないことを保証する。

異なる重さのライナーホースの場合に片持ち支持管が曲がることが原因で数センチメートルの範囲で変化し得る巻取りマンドレルの先端と支持面との間の高さが、巻取りマンドレルの先端と支持面の上面とが相互に同一平面になるような方法で常に調整されることを、実際の巻取り工程中に保証するために、好ましくは、支持管の傾斜角は水平に対して調整され得る。

さらにまた、本発明による方法の範囲内で、実際の巻取り工程中に、インナーフィルムホースを支持管に引き込む間、及び、支持管からインナーフィルムホースを引き出す間の両方において、インナーフィルムホースを可能な限り最も慎重に移送することを保証するために、本発明に基づく別の目的によれば、巻取りマンドレル及び／又は支持管の表面上に、インナーフィルムホースが、好ましくは、殆ど何の摩擦もなく、その上で動かされるエアクッションが生成される。このような目的のために、支持管及び／又は巻取りマンドレルの外周面には、圧縮空気源によって供給されるエアノズルが設けられ得る。

さらにまた、上述した方法を実行することを可能にする巻取り装置は、実質的に水平に配置されたフロア要素と、フロア要素上に設けられ、実質的に垂直にのびる保持プレートとを有する。保持プレートは、フロア要素に対して、好ましくは二つ又はそれ以上の支持要素、具体的には、対角線上に伸びるクロスブレースによって支持され、実質的に垂直位置に支持される。保持プレート上には、上述した支持管が片持ち式に設けられ、その片持ち支持管の自由端に、好ましくは、巻取りマンドレルが、別体の構成要素として設けられる。巻取りマンドレルは、好ましくは、取外し可能な方法で、ボルト、又はクイック連結部材、例えば、差込継手を介して、支持管の自由端に接続される。該巻取りマンドレルは、その周面に移送装置を有し、この移送装置は、巻取り工程中に、巻取りマンドレルから離れるインナーホースの供給方向で、インナーフィルムホースを移送する。移送装置は、少なくとも一つ、好ましくは複数、例えば、４つ、６つ又はそれ以上の連続的に回転する移送ストリップを備え、これら移送ストリップは、巻取りマンドレルの内部に配置された駆動装置、好ましくは、電気モータによって駆動される。既に説明したように、巻取りマンドレルから離れた位置に固定支持面が設けられ、インナーフィルムホースと巻き付けられた繊維ストリップとから成るライナーホースが、その前方への移送中に、前記固定支持面で支持される。

本発明による装置の好ましい実施例では、巻取りマンドレルの重さに加えて、例えば、３〜８ｍの範囲であり得る従来技術の既存の巻取り装置に比べて十分に長い支持管の長さに基づいて、支持管を調整するために、支持管の内部には、少なくとも一つの棒状張力要素が配置される。この張力要素は、その一端が支持管の内壁又は前側板によって支持され、その他端がその保持プレートによって支持される。前記張力要素は、例えば、牽引ケーブルによって、又は中実ロッドによって提供され得、かつ、好ましくは、高強度材料、例えば、ステンレス鋼又は炭素繊維材料から形成される。

その長さ及びテンションが、例えば、各ネジ部において保持プレートの外側にねじ込まれたボルトを介して調整され得る、このような張力要素を使用することは、異なる重量の結果としての支持管の異なる曲げ度合を、張力要素におけるテンションを増やしたり減らしたりすることによる簡単な方法で保証することができることを考慮すると、異なる直径及び壁厚を有するインナーホースを、それ及び同じ支持管を使用して製造し得る限りにおいて有利である。

本発明の別の実施例によれば、フロア要素は、一つ又は複数の高さ調整可能な支持要素、具体的には、少なくとも二つの高さ調整可能な支持要素を介して、基礎面上で支持され、水平に対するフロア要素の傾斜を変更することができるようにしている。このことは、巻取り工程中に、巻取りマンドレルを実質的に水平に、又は下方に向けて所定の角度で傾斜することができる点で有利であり、その結果、巻取り工程中に、ライナーホースが、移送装置を介して巻取りマンドレル上に上向きに移送される必要がないことが保証される。

本発明に基づく他の目的によれば、フロア要素上に、モータ、好ましくは電気モータ及び変速装置によって駆動される少なくとも一つの駆動ホイールが配置され、駆動ホイールは、好ましくはレール上で装置全体を前後に移動させるために使用され得る。これにより、巻取り工程が完了した後に、巻取りマンドレルを交換するために、支持面から離して交換位置まで、例えば、１２トンの重量になり得る本発明による装置を一人の人員によって動かすことが可能になり、ボルト連結具又はクイック連結部材を外した後に、巻取りマンドレルを異なる直径を持つ巻取りマンドレルに交換することが可能になる。

本発明による方法に関して上述したように、移送装置の回転移送ストリップは、好ましくは、支持管の内部に配置された電気駆動モータによって駆動される。前記電気駆動モータは、好ましくは、シャフトを介して巻取りマンドレルを駆動し、さらに、その回転方向及び回転数は、移送方向を逆転させ、かつ、供給速度を所定の値に設定するために、各駆動制御システムを使用して調整され得る。

本発明による装置の概略斜視図であり、巻取り装置が部分的に示されており、保持プレートに片持ち支持された支持管上にインナーフィルムホースが引き込まれている状態を示している。 図１に対応する装置の概略斜視図であり、巻取り工程中の状態を示している。 図１及び図２に対応する本発明による装置の概略側面図であり、この図では巻取りマンドレルが外されており、張力要素が支持管の内部に示されている。

以下、添付図面を参照して本発明を説明していく。

図１及び図２に示すように、本発明による装置１は、実質的に水平に配置されたフロア要素２を備え、このフロア要素２は、例えば、鋼製であり得、その上に、フロア要素２に対して実質的に垂直方向に伸びる保持プレート４が設けられている。保持プレート４は、クロスブレース６の形態の支持要素を介して支持されている。クロスブレース６は、一例として示されているように、実質的に板状のフロア要素２の両側部において、保持プレート４の上端から３０°の角度で、例えば、フロア要素２の端部に向けて下向きにのびている。保持要素４には、支持管８が片持ち式に設けられており、この支持管８の自由端１０は、好ましくは、図３に詳細に示されているように、フロア要素２の端部に向けて伸びている。支持管８の自由端１０には、従来技術から公知の巻取りマンドレル１２が取外し可能に設けられている。この巻取りマンドレル１２は、例えば、ネジボルトを使用して、自由端１０に接続され得る。自由端１０には、巻取りマンドレル１２の適切に設計されたフランジが配置され得、ネジ付ナットを使用して接続され得る。巻取りマンドレル１２は、その外周面１４に、移送装置を備えており、この移送装置は、多数の移送ストリップ１６を備えている。これら移送ストリップ１６は、巻取りマンドレル１２の外周面に亘って分布され、支持管８の内部に配置された電気駆動モータによって駆動される。前記電気駆動モータは、図面には詳細に示されていない。

図１に示すように、巻取りマンドレル１２の先端は、図１及び図２に概略的に示した固定支持面１８から距離Ａをあけて位置している。本発明の好ましい実施例では、支持管８の内部には、少なくとも一つの棒状張力要素２０が配置されており、張力要素２０は、自由端１０の領域において、その一端２２ａが、支持管８の前側板２４の内壁に対して支持されており、その他端２２ｂは、図３に示すように、保持プレート４に対して支持されている。棒状張力要素２０におけるテンションを調整することを可能にするために、張力要素２０は、図３に概略的に示されているネジ部２０ａを有し、ネジ部２０ａは、保持プレート４における不図示の開口を通してのび、ネジ付ナット２０ｂが螺合されている。

図３に示すように、フロア要素２は、高さ調整可能な支持ローラ２６の形態の高さ調整可能な支持要素を介して、基礎２８に対して支持されており、水平に対して角度αで示されたフロア要素２及び支持管８の傾きを調整することができるようにしている。支持ローラ２６は、好ましくは、基礎２８に埋め込まれたレール２９上でガイドされており、それにより、装置１が、好ましくは保持プレート４の下方の領域に配置された少なくとも一方の駆動ホイール２６ａを駆動する電気駆動モータ２７を使用して前後に動かされ得る。

以下、本発明に係る方法を、図１及び図２を参照して詳細に説明していく。図１に示すように、実際の巻取り工程を開始する前に、例えば、固定支持面１９の上方に配置された供給ロール３３に巻かれた光透過性プラスチック材料製のインナーフィルムホース３２が、偏向ローラ３８を介して引き出され、固定支持面１８と巻取りマンドレル１２の自由端１３との間の隙間領域３９に挿入される。インナーフィルムホースの端部は、作業者によって、好ましくは手作業で、巻取りマンドレル１２の自由端１３に装着され、次いで、駆動装置の駆動モータが駆動され、図２に示す巻取り工程中の矢印３６で示したライナーホースの供給方向と反対方向に移送ストリップ１６を動かす。回転移送ストリップ１６は、インナーフィルムホース３２の内側を保持して、それを巻取りマンドレル１２を超えて支持管８上まで動かし、そこに、ホースは連続的に押し込まれて蓄えられる。一度、所望の長さ、例えば、５０ｍ又はそれ以上の長さのインナーフィルムホース３２が支持管８に引き込まれると、駆動装置１５は停止され、インナーフィルムホース３２は、供給ロール３３の下方で横方向に分離される。次いで、インナーフィルムホース３２の自由開口端部が支持面１８に引っ張られ、ここでは詳細に示されていない一対の駆動ローラのローラギャップ内に挿入され、前記一対の駆動ローラが、巻取り工程中に、少なくとも一つの巻取り繊維ストリップ３４と共にインナーフィルムホース３２を、供給方向３６に向けて動かす。

さらにまた、支持管８上へのインナーフィルムホース３２の引き込みは、巻取りマンドレル１２及び／又は支持管８の上のエアクッション上でインナーフィルムホース３２を動かすことによってサポートされ得る。この目的のために、支持管１８の周面１４又は巻取りマンドレル１２の供給領域には、それを通して空気が吹き出される不図示の空気出口が設けられ得る。

例えば、上述したドイツ国特許登録公報DE 19823714C2に記載されている巻取り工程の間、インナーフィルムホース３２は、この明細書には詳細に示されていない駆動ローラ構造体によって、矢印３６の方向に動かされ、同時に、符号４０で示された巻取り装置が作動される。巻取り装置４０は、装置１及び巻取りマンドレル１２に加えて、概略的に示された第一及び第二リング４２を備え、これらのリング４２は、不図示のモータによって円周矢印の方向に駆動され得、それらの間で、少なくとも一つのシャフト４４が支持されている。シャフト４４は、二つの環状リング４２の共通回転軸線と連動するよう伸びている。シャフト４４には、繊維ストリップ３４から成るロールが回転可能に配置されており、繊維ストリップ３４には、具体的には、紫外線光の照射を通して硬化され得る液体反応性樹脂が含浸されている。図２に示すように、繊維ストリップ３４は、公知の方法で、供給方向３６に引き出されるインナーフィルムホース３２と重ねて巻かれ、その結果、本発明によるライナーホース３０が連続的に形成され、該ライナーホース３０は、その後、再生されるべき管また再生されるべき導管内に硬化させるために挿入される前は、非光透過性フィルムで包装され得る。

1 本発明による装置
2 フロア要素
4 保持プレート
6 支持要素
8 支持管
10 支持管の自由端
12 巻取りマンドレル
13 巻取りマンドレルの自由端
14 巻取りマンドレルの周面
16 移送要素
18 固定支持面
20 棒状張力要素
20a 棒状張力要素のネジ部
20b ネジ付ナット
22a 棒状張力要素の第一端部
22b 棒状張力要素の第二端部
24 支持管の前側板
26 高さ調整可能な支持要素／支持ロール
26a 駆動ホイール
27 駆動モータ
28 基礎
30 ライナーホース
32 インナーフィルムホース
33 供給ロール
34 繊維ストリップ
36 供給方向
38 偏向ローラ
39 隙間領域
40 巻取り装置
42 巻取り装置の環状リング
44 繊維ストリップロールを受けるための軸
A 支持面と巻取りマンドレルとの間の距離
α 水平に対するフロア要素の傾斜角度

Claims (12)

1. その周面に亘って封鎖されたインナーフィルムホース（３２）と、
   インナーフィルム（３２）上に巻かれ、硬化可能な反応性樹脂が含浸された少なくとも一つの繊維ストリップ（３４）と
   を有するライニング導管及びライニング管用ライナーホース（３０）の製造方法であって、
   インナーフィルムホース（３２）が巻取り装置（４０）によって片持ち支持管（８）上に引き込まれ、前記片持ち支持管（８）の一端（１０）には、移送装置（１６）を備えた巻取りマンドレル（１２）が配置され、巻取りマンドレル（１２）が、繊維ストリップ（３４）の周方向巻付け工程中に、インナーフィルムホース（３２）を供給方向（３６）で固定支持面（１８）に移送し、前記固定支持面（１８）が巻取りマンドレル（１２）の自由端（１３）の近くに配置され、その上をライナーホース（３０）がさらに移送されるようにした
   ライナーホース製造方法において、
   インナーフィルムホース（３２）を、巻取りマンドレル（１２）の自由端（１３）を超えて、支持管（８）まで、供給方向（３６）に反して引き込む
   ことを特徴とするライナーホース製造方法。
2. 移送装置（１６）が、インナーフィルムホース（３２）の引き込み中に、インナーフィルムホース（３２）をつかみ、それを支持管（８）に向けた方向に移送するために供給方向（３６）と反対方向に動く
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. インナーフィルムホース（３２）が供給ロール（３３）の形態に巻かれ、少なくとも一つの偏向ローラー（３８）を通して、支持面（１８）と巻取りマンドレル（１２）の自由端（１０）との間に位置する隙間領域（３９）の中に案内される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 支持管（８）の傾斜角度（α）が、水平に対して調整され得る
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
5. 支持面（１８）と巻取りマンドレル（１２）の自由端（１３）との間に位置する隙間領域（３９）が、インナーフィルムホース（３２）を支持管（８）に引き込む前に、支持管（８）を上昇又は下降することによって拡げられる
   ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. インナーフィルムホース（３２）が、巻取りマンドレル（１２）及び／又は支持管（８）の上を、エアクッション上で動かされる
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の方法。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の方法を実行する装置（１）であって、
   実質的に水平に配置されたフロア要素（２）と、
   フロア要素（２）上に設けられた実質的に垂直に伸びる保持プレート（４）と
   を備え、
   前記保持プレート（４）がフロア要素（２）に対して、支持要素（６）を介して支持され、
   該装置（１）が、さらに、
   保持プレート（４）に片持ち支持された支持管（８）を備え、
   支持管（８）の自由端（１０）に巻取りマンドレル（１２）が設けられ、
   前記巻取りマンドレル（１２）が、その周面（１４）に設けられた連続的に回転する移送装置（１６）を備えている
   ことを特徴とする装置。
8. 支持管（８）の内部に、少なくとも一つの棒状張力要素（２０）を設け、
   前記棒状張力要素（２０）の一端（２２ａ）が、支持管（８）の内壁又は前側板（２４）に対して支持され、かつ、他端（２２ｂ）が保持プレート（４）に対して支持される
   ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. フロア要素（２）の水平に対する傾き（α）を調整するために、フロア要素（２）を、一つ又は複数の高さ調整可能な支持要素（２６）を介して、基礎（２８）に対して支持した
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の装置。
10. フロア要素（２）が、少なくとも一つのモータ駆動ホイール（２７）によって動かされ得る
    ことを特徴とする請求項７〜９の何れか一項に記載の装置。
11. 連続回転移送装置（１６）が電気駆動モータによって駆動され、
    前記電気駆動モータの回転方向が、供給方向（３６）を反転するために反転され得る
    ことを特徴とする請求項７〜１０の何れか一項に記載の装置。
12. インナーフィルムホース（３２）が、固定支持面（１８）の上方又は下方に配置された供給ロール（３３）から巻解かれ、少なくとも一つの偏向ローラ（３８）を介して、固定支持面（１８）と巻取りマンドレル（１２）の自由端との間の隙間領域（３９）内へ案内される
    ことを特徴とする請求項７〜１１の何れか一項に記載の装置。

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