| WO1986004975A1 | 1986-08-28 |
| US1514062A | 1924-11-04 | |||
| EP0159300A1 | 1985-10-23 | |||
| DE3504935A1 | 1985-10-31 |
| 1. | RA T E N T A N SR R U E G H E Verfahren zum Sanieren von defekten Stellen in nicht begehbaren Rohr¬ leitungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blech aus korrosionsbeständigem Metall um ein Einbringgerät herum zu einem Rohr gebogen wird und in dem gebogenen Zustand am Einbringgerät lösbar fixiert wird und dass das Ein¬ bringgerät mit dem gebogenen Blech in eine zu sanierende Rohrleitung einge¬ führt wird und dann so betätigt wird, dass es das Blech freigibt, so dass sich das Blech durch seine Elastizität an die innere Oberfläche der Rohrlei¬ tung anlegt, worauf das Einbringgerät aus der Rohrleitung zurückgezogen wird Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ein¬ bringen des Bleches in die Rohrleitung ein Abdichtungsmittel von innen durch in dem Blech vorhandene Durchbrechungen hindurchgepresst wird . |
| 2. | Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech aus einem korrosionsfesten NiMo oder NiMoCrStahl besteht. |
| 3. | Einbringgerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, das in eine Rohrleitung ein¬ führbar ist, wenigstens einen aus dem Gehäuse heraus vorstehenden Zapfen zur Aufnahme in entsprechenden aufeinander ausgerichteten Löchern in den beiden aufeinandergelegten Randabschnitten des um das Gehäsue herumge¬ bogenen Bleches und ein in dem Zapfen angeordnetes Riegelelement, welches seitlich aus dem Zapfen herausbewegbar ist, um den Rand des Loches im Blech zu übergreifen und so das Lösen άer Randabschnitte des Bleches von dem Zapfen zu verhindern . |
| 4. | Einbringgerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Abstosselement, das neben dem Zapfen aus dem Gehäuse herausbewegbar ist, um die Rand¬ abschnitte des Bleches nach Zurückziehen des Riegelelementes von dem Za¬ pfen abzustreifen. |
| 5. | Einbringgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegef element an einem Hebel angeordnet ist, der um eine gehäusefeste Achse schwenkbar ist und an dem ein Bewegungsübertragungselement angreift, das von einem das Abstosselement tragenden Glied bewegbar ist. |
| 6. | Einbringgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewe¬ gungsübertragungselement ein zweiter Hebel ist, der um eine zweite gehause¬ feste Achse schwenkbar ist und der mit dem das Riegelelement tragenden He¬ bel durch eine StiftSchlitzVerbindung gekuppelt ist. |
| 7. | Einbringgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der das Rie¬ gelelement tragende Hebel ein zweiarmiger Hebel ist, der an einem Arm das Riegeleiement trägt und dessen anderer Arm gegabelt ist und zwischen den Gabelschenkeln einen auf dem zweiten Hebel angeordneten Stift aufnimmt. |
| 8. | Einbriggerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstosselement tragende Glied ein dritter schwenkbarer Hebel ist, mit dem der zweite Hebel durch eine zweite StiftSchlitzVerbindung gekuppelt ist. |
| 9. | Einbringgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet. dass das Gehäuse an einem Rohrleitungssanierungsfahrzeug anbringbar ist und dass das Abstosselement tragende Glied mit einer in dem Fahrzeug ange¬ ordneten bewegbaren Schubstange kuppelbar ist. |
| 10. | Einbringgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeich¬ net, dass das Gehäuse an einer Seite eine Fernsehkamera trägt. |
Diese Erfindung betrifft ein neues Verfahren und ein neuartiges Gerät zum ferngesteuerten Einbau von Schalungen zur Sanierung von Rohrleitungen.
Problemstellung
Das Problem, das sich bis heute stellte und das mit dieser Erfindung ge¬ löst werden kann, ist die Sanierung von schadhaften Rohrleitungen mit Scher¬ benbildung, falls der Rohrdurchmesser klein ist und das Rohr zur Reparatur nicht betreten werden kann. Das Reparaturgerät muss also in eine Rohr¬ leitung mit geringem Durchmesser eingeführt, sowie ferngesteuert werden können und gegenüber den bekannten Methoden den Vorteil haben, dass auch schwer beschädigte Rohre mit Scherbenbildungen repariert werden können. Die konventionellen Methoden (untenstehend zusammenfassend aufgeführt) boten nur eine unbefriedigende Lösung, weil es doch oft gerade durch das Auswaschen da¬ zu kam, dass Scherben weggeschwemmt wurden und sich dadurch ein grösseres Leck bildete, welches nicht mehr saniert werden konnte.
Stand der Technik
Nach dem heutigen Stand der Technik werden Sanierungen an leicht beschädig¬ ten Rohren in zwei Schritten durchgeführt:
1. Vorbereitung der Sanierung:
Bearbeitung und Reinigung der schadhaften Stellen (Ausbohren, Wa ¬ schen, Absaugen usw.)
2. Eigentliche Sanierung :
Applikation von Füllmaterialien ( Kunststoffe, Kleber, Erzeugnisse der Zementchemie usw. )
Mit diesem traditionellen Vorgehen können, wie erwähnt, nur leichte Beschä¬ digungen behoben werden, nicht aber Fälle, bei denen unter Umständen Scher ¬ ben oder ganze Rohrteile fehlen. Hier verspricht nun diese Erfindung die fan¬ ge gesuchte Lösung .
Vorliegende Erfindung
Die Erfindung besteht sowohl aus einem Verfahren wie aus dem dazu gehöri¬ gen Applizierungsgerät. Das Verfahren besteht im wesentlichen darin, dass mit einer Apparatur ein gewölbtes Edelmetallblech in das schadhafte Rohr hin¬ eingebracht wird, indem das Edelmetallblech derart gekrümmt wird, dass es ebenfalls ein Rohr bildet, jedoch mit einem kleineren Durchmesser. Dieses zu¬ sammengedrückte Blech bringt man nun an diejenige Stelle im zu sanierenden Rohr, welches in Brüche gegangen ist, und in welchen unter Umständen die Rohrscherben bereits schon weggeschwemmt wurden . Hier löst man den Druck, mit dem das Blech zusammengedrückt wurde, worauf dieses federartig aufspringt und ein Rohr mit grösserem Durchmesser bildet. Dieses Blech wird durch das bestehende Rohr am weitern Aufspringen gehindert und bildet dadurch die Verschalung des defekten Rohres an der schadhaften Stelle. Durch die be¬ stehenden Löcher in dem Edelmetallblech wird nun das Abdichtungsmittel hindurchgepresst, welches den Hohlraum zwischen dem Erdreich und der Ver¬ schalung ausfüllt. Die Verschalung, bestehend aus dem gekrümmten Edelme¬ tallblech, kann nun ohne weiteres im Rohr zurückgelassen werden, weil das gewählte Edelmetall vollkommen korrosionsfest ist. Aus diesem Grunde spricht
man in einem solchen Fall in der Fachwelt von einer verlorenen Schalung . In extremen Fällen, bei welchen ganze Rohrteile weggeschwemmt wurden, kön¬ nen auch mehrere Edelmetall-Schalen hineingesetzt werden, welche dann dach- zigelartig einander überlappen und so wiederum ein fixfertiges Rohr bilden können .
Um dieses Verfahren anzuwenden, ist ein Applizierungsgerät notwendig mit dessen Hilfe das Edelmetallblech zuerst in das Rohr und dort dann an die richtige Stelle gebracht werden kann.
Dieses Gerät dient also zur Einführung, Positionierung und Applikation der Metallverschalung. Es besteht aus einem Gehäuse 2 ( Fig. 1 ) und einem Me¬ chanismus zur Festhaltung des Bleches . Das Gehäuse weist oben zwei Nok¬ ken 3 und 5 ( Fig. 2 ) mit einem halbkreisförmigen Querschnitt auf, die Teil des Verriegelungsmechanismus sind. Das Applikationsgerät wird mittels den Bohrungen 15 und 10 an einer vom gleichen Erfinder bereits schon früher pa¬ tentierten Kanal-Sanierungsroboter befestigt - kann aber auch in Verbin¬ dung mit herkömmlichen Schlitten verwendet oder von Hand bedient werden . Zu Steuer- und Ueberwachungszwecken können auf der vorderen Seite des Applikationsgerätes ( in Fig. 1 rechts ) Verlängerungsarme angebracht werden, auf welche dann eine Fernsehkamera montiert wird. Diese Kamera schaut in umgekehrter Fahrtrichtung in das Appiikationsgerät, welches am Boden ge¬ öffnet ist, so dass die darum gewickelte Edelmetallverschalung sichtbar wird . Diese wiederum ist mit Löchern versehen, welche später für das Hindurch¬ pressen des Abdichtungsmaterials verwendet werden . Durch genau diese Löcher kann nun aber mit Hilfe der Kamera gesehen werden, ob man bereits schon über die schadhafte Stelle im Rohr gefahren ist, und hat somit die Möglichkeit, an der richtigen Stelle anzuhalten und die Edelmetallverschalung abzuwerfen .
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Die Verschalung besteht somit aus einem Edelmetallblech 1 (Fig. 1 ), welches um das Applikationsgerät herum gewickelt wird. Dieses biegbare Blech ver¬ fügt an beiden Enden über mindestens ein Loch, so dass diese über den Za¬ pfen 3, 4, 5 gestülpt werden können, welcher sich auf dem Rücken des App¬ likationsgerätes befindet. Ein selbständiges Wieder-Abwickein , wonach das wie¬ der auffedernde Blech strebt, wird dadurch verhindert, dass ein kleiner Rie¬ gel 4 aus dem Zapfen herausgefahren werden kann. Um das Aufwickeln des Edelmetallbleches zu erleichtern, wird es zum vornherein vorgebogen und in eine fixe Krümmung gebracht. Dabei ist zu achten, dass die Vorbiegung nicht zu stark ist, so dass die Verschalung, einmal im Rohr angebracht, immer noch über die notwendige Spannkraft verfügt und nach aussen gegen das bestende Rohr drückt. Es muss also immer noch Kraft aufgewendet werden, um das Blech auf einen so kleinen Radius zu bringen, und es auf das Appli¬ kationsgerät zu wickeln. Bei einem Rohrdurchmesser von ca . 200 mm wird der Durchmesser der Verschalung zur Einführung ins Leitungsinnere auf ca. 160 mm reduziert. Nach dem Abwerfen vergrössert sich der Durchmesser der Ver¬ schalung durch die Spannkraft wieder und sie klemmt sich an der abgeworfe¬ nen Stelle im schadhaften Rohr fest. Das Abwerfen der Verschalung wird da¬ durch ausgelöst, dass der Riegel 4 ( Fig. 2 ) im Zapfen 3, 4, 5, auf dem Rük- ken des Applikationsgerätes wieder zurückgezogen wird, wodurch das Blech, weiches an beiden Enden durch seine Löcher über diesen Zapfen gestülpt war, durch die Eigenfederung wieder selbständig aufspringen und sich vom Appli¬ kationsgerät lösen kann. Zur Herstellung der Verschalung wurde der Werkstoff Hastelloy, eine Nickellegierung, verwendet. Der Einsatz dieses Werkstoffes zur Rohrsanierung ist neu. Er wurde bis anhin, seiner hohen Säurebeständigkeit wegen, z. B . auch für Rauchgasreinigungsanlagen verwendet. Dieses Hastelloy wird Chromstahl, PVC oder Polyäthylen aufgrund der besonderen Material¬ eigenschaften vorgezogen .
Hastelloy verfügt nämlich praktisch über denselben Ausdehnungskoeffi¬ zienten wie Beton und ist den erwähnten Materialien hinsichtlich Spannkraft, Raumfestigkeit, Druckfestigkeit, Temperaturausdehnungskoeffizienten, Reini¬ gungsfestigkeit ( "Reinigungsdüsenfestigkeit" ), Säurebeständigkeit und Unver- rottbarkeit bei weitem überlegen. Die Standzeit von Hastelloy beträgt entspre¬ chend auch 20 bis 25 Jahre. (Als Vergleich: bei Chromstahl vielleicht etwa 5 Jahre. )
Zum Mechanismus im Innern des Applikationsgerätes ist folgendes zu sagen : Sein Zweck ist das Vorschieben und Zurückziehen des Riegels 4 ( Fig . 1 und 2 ) im Zapfen 3 und 5. Dazu ist ein Hebel 16 so an der Achse 8 drehbar be¬ festigt, dass der auf ihm befindliche Nocken 9 eine kreisförmige Bewegung ausführen kann. Dieser Hebel 16 wird durch einen T-förmigen Steuerkopf 12 in Bewegung versetzt, welcher wiederum seinerseits von der erwähnten und bereits patentierten Sanierungsmaschine gesteuert wird.
Das überhöhte hintere Ende 11 des Steuerkopfes 12 dient beim Oeffnen des Verriegelungsmechanismus zum Abwerfen der Verschalung . Dies heisst, bei der Lösung der Verriegelung uss das T-Stück 12 ohnehin hinauffahren, um den Riegel 4 hineinziehen zu können . Somit schiebt das T-Stück 12 mit seiner Erhöhung 11 die beiden Enden des umwickelten Bleches über den Zapfen 3, 4, 5 nach oben, so dass es abspringen kann . Vom T-Stück 12 aus wird die Bewe¬ gung mittels der Verbindungsstelle 13 auf den Hebelarm 16 übertragen. Das T- Stück 12 ist an der Verbindungsstelle 13 so am Hebelarm 16 befestigt, dass er innerhalb der Aussparung 14 frei beweglich ist, was eine kreisförmige Be¬ wegung des Hebelarmes 16 erlaubt. Die Kraftübertragung erfolgt dann mit dem Nocken 9 vom Hebelarm 16 auf den stimmgabelförmigen Verriegelungsme¬ chanismus 7, wobei der Riegel 4 ( siehe auch Fig . 2 ) durch die Bewegung der "Stimmgabel" die Verriegelung öffnet oder schliesεt. In Fig. 1 sind die beiden
Zustände des Verriegelungsmechanismus dargestellt:
Die ausgezogenen Linien bezeichnen den geschlossenen Zustand und die ge¬ strichelten Linien den offenen Zustand. Der stimmgabelförmige Verriegelungs¬ teil ist lediglich am Punkt 6 am Gehäuse drehbar befestigt und unten offen . Die einfache Konstruktionsweise, mit der nach unten geöffneten "Stimmgabel", erleichtert gegebenenfalls ein Austauschen dieses Geräteteils, indem es ein¬ fach abgeschraubt und nach oben gezogen werden kann.
Das hier beschriebene Applikationsgerät wird, wie erwähnt, entweder am pa ¬ tentierten Kanalsanierungsroboter (oder an einem herkömmlichen Schlitten ) be¬ festigt und durch diesen geöffnet oder geschlossen, indem der Roboter das T-Stück 12 hinauf oder hinunter schiebt. In der Zeichnung Fig . 1 sind somit auf der linken Seite des beschriebenen Applikationsgerätes auch Teile des erwähnten Roboters sichtbar. Dieser wird mit dem aufmontierten Appltkations- gerät in das zu reparierende Leitungsrohr eingeführt und ferngesteuert an die defekte Stelle gebracht. In einem weiteren Schritt wird nach Abwurf des Edeimεtalibleches mittels Düsen das Abdichtungsmaterial z . B . Epoxit appli- ziert. Dies geschieht dadurch, indem das Abdichtungsmaterial durch die in der Verschalung vorhandenen Löcher hindurchgepresst wird, und sich zwischen der Verschalung und dem umliegenden Erdreich ausbreitet. Auf diese Art wird eine dauerhafte Abdichtung erreicht. Mit der vorliegenden Erfindung ist es somit gelungen, ein altes, beinahe unlösbares Problem zu bewältigen . Während bis jetzt bei Scherbenbildung in Rohrleitungen jeweils das ganze Rohr mit langen Gräben wieder freige¬ legt werden musste, um es durch ein Neues zu ersetzen, kann es heute mit dieser raffinierten Erfindung elegant wieder saniert werden . Auf diese Art können auch ungeheure Kosten eingespart werden. Dies ist besonders dann der Fall, wenn die defekte Leitung z. B. unter einem Gebäude hindurchgeht, wo sie nicht freigelegt werden kann .