Die Erfindung betrifft einen Auskleidungsschlauch für die Sanierung eines unter- oder oberirdisch, gegebenenfalls auch innerhalb eines Gebäudes verlegten Kanals oder Rohrs, mit mindestens einer Gewebe- oder Vliesschicht, die mit einem flüssigen, aushärtbaren Harz imprägniert oder getränkt ist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Aushärtevorrichtung zum Aushärten eines in einem zu sanierenden, unter- oder oberirdisch, gegebenenfalls auch innerhalb eines Gebäudes verlegten Kanal oder ein Rohr eingebrachten Auskleidungs- schlauchs, mit wenigstens einem in den Kanal oder das Rohr einbringbaren, von außerhalb des Kanals oder Rohrs, d.h. z.B. von über Tage aus steuerbaren Generator.

Weiter betrifft die Erfindung ein System sowie ein Verfahren zur Sanierung eines unter- oder oberirdisch, gegebenenfalls auch in einem Gebäude verlegten Kanals oder Rohrs, das zum Transport eines Fluids (z.B. Wasser, Gas oder Luft) dient.

Die grabenlose Kanal- oder Rohrsanierung umfasst verschiedene Techniken zum Erhalt der unterirdischen Infrastruktur von Ver- und Entsorgungsleitungen. Dabei geht es vor allem darum, Undichtigkeiten aufgrund von Altersschäden von Rohrleitungen und Abwasserkanälen zu beheben. Die grabenlose Sanierung zeichnet sich dadurch aus, dass keine Straßen- oder Gehwege aufgebrochen werden müssen. Entsprechend sind grabenlose Sanierungstechniken kostengünstig. Anwohner werden bei der grabenlosen Sanierung weniger belästigt, Störungen des Straßenverkehrs sind begrenzt. Es müssen keine Bodenmassen ausgehoben werden, so dass Baumwurzeln geschont werden.

Bei einem gängigen und bewährten Verfahren der grabenlosen Rohr- und Kanalsanierung wird ein flexibler Auskleidungsschlauch in den zu sanierenden Kanal bzw. das zu sanierende Rohr eingezogen oder inversiert (d.h. eingestülpt, und zwar mittels eines Fluids, bevorzugt Druckluft, und einer entsprechenden Vorrichtung). Dieser weist eine Gewebe- oder Vliesschicht aus Fasermaterial auf, das mit einem flüssigen Flarz imprägniert oder getränkt ist. Häufig wird ein durch UV-Licht aushärtbares Flarz verwendet, d.h. ein Flarz, bei dem der Vernetzungsvorgang zur Umsetzung des Flarzes in einen duroplastischen Kunststoff durch die Einstrahlung von UV-Licht aktiviert wird. Der Auskleidungsschlauch wird nach dem Einbringen in den Kanal bzw. das Rohrz.B. mittels Druckluft an die Innenwand des Kanals bzw. des Rohrs angelegt. Danach wird das Flarz ausgehärtet, indem eine Aushärtevorrichtung durch das Innere des Kanals bzw. des Rohrs hindurchgeführt wird, z.B. von der Flauptleitung eines Abwasserkanals aus. Die Vorrichtung umfasst typischerweise eines oder mehrere flexibel aneinandergekoppelte UV-Module, die jeweils eine UV-Lichtquelle und die zugehörige Elektrik und Elektronik umfassen. Das von den UV-Lichtquellen der UV-Module abgestrahlt UV-Licht bestrahlt den an die Innenwand des Kanals bzw. Rohrs angelegten Auskleidungsschlauch, wodurch das Flarz ausgehärtet wird. Je nach Rohrdurchmesser werden UV-Lichtquellen unterschiedlicher Leistungen verwendet.

Der Einsatz von durch UV-Licht aushärtbaren Flarzen in Auskleidungsschläuchen für die grabenlose Rohr- und Kanalsanierung hat sich zwar bewährt. Die Technik weist allerdings auch Nachteile auf. Ein wesentlicher Nachteil ist, dass das UV- Licht in dem Material des Auskleidungsschlauchs absorbiert wird. Das bedeutet, dass das Flarz, das sich in radial weiter außen liegenden Bereichen des Auskleidungsschlauchs befindet, mit weniger UV-Licht beaufschlagt wird als in radial weiter innen liegenden Bereichen. Daraus kann eine ungleichmäßige oder auch unvollständige Aushärtung resultieren. Diese kann wiederum zu unerwünschten Spannungen in der ausgehärteten Auskleidung führen. Ein weiterer Nachteil ist, dass das UV-Licht mit hoher Intensität erzeugt werden muss, damit das Flarz über die gesamte Dicke der Gewebe- oder Vliesschicht zuverlässig aktiviert wird und durchhärtet. Damit ist ein sehr hoher Energieverbrauch verbunden. Außerdem entsteht bei dem durch UV-Licht aktivierten Aushärtvorgang Wärme. Es handelt sich um einen exothermen Vorgang. Die verwendeten UV-Lichtquellen produzieren ebenfalls sehr viel Wärme. Daraus resultiert insgesamt eine erhebliche Aufheizung des zu sanierenden Kanals bzw. Rohrs, die zu Schäden führen kann. Z.B. kann es zu einem Verzug des Kanals oder Rohrs oder des Auskleidungsschlauchs kommen. Leicht kann es zur lokalen Überhitzung oder sogar zur Versengung des Auskleidungsschlauchs kommen. Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Ansatz zur Kanal- bzw. Rohrsanierung aufzuzeigen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung ausgehend von einem Auskleidungsschlauch der eingangs angegebenen Art dadurch, dass das Harz thermisch aushärtbar ist und magnetische Partikel, insbesondere Nanopartikel enthält. Die Erfindung basiert auf dem Einsatz eines handelsüblichen thermisch aushärtbaren Harzes, dem magnetische Partikel beigemischt sind. Über die magnetischen Partikel kann das Harz gezielt erwärmt werden, indem es mit einem magnetischen Wechselfeld beaufschlagt wird. Durch die Erwärmung wird der Vernetzungsvorgang aktiviert und das Harz wird in einen duroplastischen Kunststoff umgesetzt. Das magnetische Wechselfeld kann das Harz in der Gewebe- oder Vliesschicht des Auskleidungsschlauchs wesentlich besser erreichen als die herkömmlich verwendete UV-Strahlung. Das magnetische Wechselfeld durchdringt isolierendes Material ohne nennenswerte Absorption. Eine zuverlässige und gleichmäßige Durchhärtung der das Harz enthaltenden Schicht ist innerhalb kurzer Zeit mit erheblich weniger Energieeinsatz möglich als herkömmlich mittels UV-Licht. Die Erwärmungsrate kann dabei durch die Menge an Partikeln, die dem Harz zugesetzt wird, eingestellt werden.

Die zum Aushärten erforderliche Wärme wird erfindungsgemäß nur dort erzeugt, wo sie benötigt wird, nämlich innerhalb der das Harz enthaltenden Gewebe- oder Vliesschicht, wo die Partikel die in dem magnetischen Wechselfeld enthaltene Energie in Wärme umsetzen. Umliegende Strukturen werden nicht erwärmt. Das Prinzip ähnelt demjenigen eines Induktionsherdes, bei dem nur der magnetische Topfboden durch das magnetische Wechselfeld erwärmt wird, nicht aber die Glaskeramikplatte, auf der der Topf steht. Entsprechend besteht die Gefahr der Überhitzung oder gar des Versengens von Oberflächen bei dem erfindungsgemäßen Auskleidungsschlauch nicht.

Das Prinzip der Erfindung kann auch so umgesetzt werden (durch Wahl eines geeigneten aushärtbaren Harzmaterials), dass die Härtung durch

Frontalpolymerisation erfolgt. Dabei erfolgt nur eine kurze Aktivierung durch das magnetische Wechselfeld. Dieser einmalige Energieeintrag löst eine chemische Kaskade aus, woraufhin sich die zur Aushärtung führende Polymerisations reaktion in Form einerwandernden Front in der mit dem Harz getränkten Gewebe oder Vliesschicht ausbreitet. Dabei wird die Exotherm ie der Aushärtung ausgenutzt. Wenn die Aushärtung durch das Magnetfeld lokal eingesetzt hat, wird durch dort frei werdende Wärme auch in der Umgebung die Aushärtung ausgelöst. Es entsteht eine Kettenreaktion. Bei dieser Vorgehensweise ist der Energieeinsatz für die Aushärtung minimal. Es muss dem Harz nur eine geringe Menge an magnetischen Partikeln bzw. Nanopartikeln zugesetzt werden.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Gewebe- oder Vliesschicht von einer an der Innenwand des zu sanierenden Kanals oder Rohrs zur Anlage kommenden Außenfolie umgeben. Die Außenfolie stellt einen mechanischen Schutz des Auskleidungsschlauchs dar und verbessert das Gleiten des Auskleidungs- schlauchs beim Einziehen in einen zu sanierenden Kanal oder ein Rohr.

Weiter bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der die Gewebe- oder Vliesschlicht eine mit einem in dem zu sanierenden Kanal oder Rohrfließenden Fluid in Kontakt tretende Innenfolie umschließt. Die Innenfolie schützt die harzgetränkte Gewebe- bzw. Vliesschicht an der Innenseite des Auskleidungsschlauchs. Die Innenfolie sollte gegenüber dem in dem Kanal bzw. Rohr fließenden Fluid (z.B. Abwasser) beständig sein und aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material bestehen, um sicherzustellen, dass das magnetische Wechselfeld diese ungehindert durchdringen kann und keine Wirbelströme induziert werden. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die magnetischen Partikel eine Curie-Temperatur von weniger als 250° C, vorzugsweise weniger als 200° C auf. Oberhalb der Curie-Temperatur verlieren die Partikel ihre magnetischen Eigenschaften. Entsprechend findet oberhalb der Curie-Temperatur keine (weitere) Erwärmung durch das magnetische Wechselfeld statt. Entsprechend ist gewährleistet, dass der Auskleidungsschlauch bei der Aushärtung nicht überhitzt.

Bevorzugt handelt es sich bei den Partikeln um magnetische Nanopartikel mit einem Durchmesser von weniger als 100 nm, vorzugsweise weniger als 50 nm, besonders bevorzugt weniger als 20 nm. Für die Erfindung geeignete magnetische Nanopartikel enthalten MnxZm- _x Fe204 oder bestehen aus dieser Verbindung. Dabei gibt der Parameter x, dessen Wert zwischen 0 und 1 betragen kann, das Verhältnis von Mangan zu Zink an. Solche magnetischen Nanopartikel eignen sich gut zur Erwärmung und Aushärtung des Flarzes gemäß der Erfindung. Die Curie-Temperatur liegt in dem oben genannten Bereich und kann durch Variation des Verhältnisses von Mn zu Zn (Parameter x) an die Aushärttemperatur des Flarzes angepasst werden. Durch Variation von x im Bereich zwischen 0,4 und 0,7 kann die Curie-Temperatur zwischen 100° C und 250° C eingestellt werden. Die Aushärttemperatur der meisten thermisch aushärtbaren Flarze liegt im Bereich zwischen 80°C und 150°C. Es kann sinnvoll sein, die Curie- Temperatur der Nanopartikel etwas oberhalb (z.B. 50° C oberhalb) der optimalen Aushärttemperatur einzustellen, weil die magnetischen Eigenschaften bereits deutlich unterhalb der Curie-Temperatur signifikant abnehmen. So kann sichergestellt werden, dass einerseits eine ausreichende und effiziente Erwärmung bis zur Aushärttemperatur erfolgt, andererseits aber eine Überhitzung des Auskleidungsschlauchs zuverlässig verhindert wird.

Die Nanopartikel können eine Oberflächenfunktionalisierung aufweisen, z.B. durch Beschichtung mit Bisphenol-A-Diglycidylether (BADGE). Dadurch ist eine gute Dispergierbarkeit der Nanopartikel in dem Flarz gewährleistet.

Bei dem thermisch aushärtbaren Flarz kann es sich mit Vorteil um ein handelsübliches, kostengünstiges Epoxidharz handeln. Andere thermisch aushärtende Flarze sind, je nach Anforderungen, aber ebenfalls geeignet. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Aushärtevorrichtung zum Aushärten eines in einen Kanal oder ein Rohr eingebrachten Auskleidungsschlauchs, mit wenigstens einem in den Kanal oder das Rohr einbringbaren, von außerhalb des Rohres, insbesondere von über Tage aus steuerbaren Generator, der dazu ausgelegt ist, ein den Auskleidungsschlauch durchdringendes magnetisches Wechselfeld zu erzeugen. Eine solche Aushärtevorrichtung eignet sich zum Aushärten des zuvor beschriebenen Auskleidungsschlauchs. Anstelle der herkömmlich verwendeten UV-Lichtquellen kommt erfindungsgemäß ein Feldgenerator zum Einsatz, der im Inneren des Kanals oder Rohrs ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, das den Auskleidungsschlauch durchdringt, so dass das die magnetischen Partikel bzw. Nanopartikel enthaltende Harz erwärmt und damit ausgehärtet wird. Ein magnetischer Wechselfeldgenerator ist mit geringem technischen Aufwand realisierbar. Dieser ist technisch deutlich weniger komplex und damit kostengünstiger als eine herkömmliche UV-Aushärtevorrichtung. Auch weist der Wechselfeldgenerator eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer auf, anders als UV-Aushärtevorrichtungen, bei denen regelmäßig die schnell alternden UV- Leuchtmittel getauscht werden müssen. Die Energieversorgung und Ansteuerung kann problemlos über eine geeignete Kabelverbindung von außerhalb des Kanals oder Rohrs aus erfolgen.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung erzeugt der Generator das magnetische Wechselfeld bei einer Frequenz zwischen 100 kHz und 1 MHz, bevorzugt zwischen 200 kHz und 800 kHz, besonders bevorzugt zwischen 300 kHz und 600 kHz. Es zeigt sich, dass in diesem Frequenzbereich eine effektive zur Aushärtung führende Erwärmung des Harzes durch Absorption der Energie aus dem magnetischen Wechselfeld durch die Nanopartikel erfolgt. Derartige Frequenzen lassen sich technisch einfach und praktikabel durch eine oder mehrere Magnetfeldspulen, z.B. in Form von Solenoidspulen, erzeugen, die aus einer bei der entsprechenden Frequenz arbeitenden Wechselstromquelle gespeist werden. Eine besonders effektive Erwärmung des Harzes erfolgt, wenn das magnetische Wechselfeld am Ort des Auskleidungsschlauchs, genauer am Ort der mit dem Harz imprägnierten oder getränkten Gewebe- bzw. Vliesschicht, im Bereich 1-50 mT, bevorzugt 5-20 mT liegt. Eine derartige Magnetfeldstärke kann mit einfachen technischen Mitteln erzeugt werden. Zweckmäßig weist die Aushärtevorrichtung Führungsmittel zur Führung des Generators an der Innenseite des in den zu sanierenden Kanal oder das Rohr eingebrachten Auskleidungsschlauchs auf. Dabei kann es sich um Rollen oder Kufen handeln, wie sie auch bei herkömmlichen UV-Aushärtevorrichtungen verwendet werden. Die im Kanal oder Rohr geführte Aushärtevorrichtung kann z.B. per Zugmittel zur Aushärtung des Auskleidungsschlauchs durch den Kanal oder das Rohr gezogen werden, wobei die Geschwindigkeit so gewählt wird, dass an jedem Ort entlang des Auskleidungsschlauchs eine ausreichende Erwärmung erfolgt. Ebenso kann die Aushärtevorrichtung selbstfahrend ausgebildet sein. Mögliche Ausgestaltungen der Aushärtevorrichtung sind durch wenigstens eine Kamera zur Inspektion des Inneren des mit dem Auskleidungsschlauch ausgekleideten Kanals oder Rohrs, und/oder wenigstens einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur an der inneren Oberfläche des Auskleidungsschlauchs gekennzeichnet. Die Kamera eignet sich dazu, die Bewegung der Aushärtevorrichtung im Kanal von über T age aus zu verfolgen und zu überwachen. Der Temperatursensor kann genutzt werden, um die Erwärmung des Auskleidungsschlauchs und damit die Aushärtung des Flarzes zu überwachen und zu dokumentieren.

Der zuvor beschriebene Auskleidungsschlauch bildet zusammen mit der Aushärtevorrichtung vorteilhaft ein System für die Sanierung eines (z.B. unterirdisch verlegten) Kanals oder Rohrs.

Damit kann ein Verfahren zur Sanierung eines unterirdisch verlegten Kanals oder Rohrs durchgeführt werden, mit den folgenden Schritten:

Einbringen eines Auskleidungsschlauchs in den Kanal oder in das Rohr, wobei der Auskleidungsschlauch mindestens eine Gewebe- oder Vliesschicht aufweist, die mit einem flüssigen, magnetische Partikel, insbesondere Nanopartikel enthaltenden, thermisch aushärtbaren Flarz imprägniert oder getränkt ist, und

Aushärten des Flarzes durch Beaufschlagung des Auskleidungsschlauchs mit einem magnetischen Wechselfeld. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 : schematisch ein zu sanierendes Abwasser rohr im Querschnitt mit darin eingezogenem Auskleidungsschlauch und Aushärtevor richtung;

Figur 2: schematisch einen Abschnitt eines zu sanierenden Abwasserrohrs im Längs schnitt mit darin befindlicher Aushärte vorrichtung;

Figur 3: schematisch einen Abschnitt eines

Abwasserrohrs mit zu sanierendem Seitenzulauf, wobei in den Seitenzulauf ein hutförmiger Auskleidungsschlauch einge- zogen ist, mit in dem Abwasserrohr befindlichem Hutpacker.

In Figur 1 ist ein Auskleidungsschlauch 1 in ein zu sanierendes Abwasserrohr 2 eingezogen. Der Auskleidungsschlauch 1 weist eine Außenfolie 3 und eine Innenfolie 4 auf. Dazwischen befindet sich eine Vliesschicht 5, die mit einem flüssigen, aushärtbaren Harz getränkt ist. Das Harz ist z.B. ein thermisch aushärtbares Epoxidharz, das durch Erwärmung in einen duroplastischen Kunststoff umgesetzt werden kann. Dem Harz sind magnetische Nanopartikel zugesetzt. Diese haben einen Durchmesser von ca. 20 nm und bestehen aus MnxZm-xFe204. Das die Nanopartikel enthaltende Harz ist durch Beaufschlagung mit einem magnetischen Wechselfeld erwärmbar, um dadurch die Aushärtung zu bewirken. Zur Erzeugung des magnetischen Wechselfeldes dient eine Aushärtevorrichtung 6. Diese umfasst als Magnetfeldgenerator eine Wechselstromquelle 7, die mehrere über den Umfang der Aushärtevorrichtung 6 verteilte, in Bezug auf das Rohr 2 radial orientierte Magnetfeldspulen 8 mit Strom versorgt, z.B. bei einer Frequenz von 400 kHz. Bei den Magnetfeldspulen 8 handelt es sich um Solenoidspulen mit Kern. Das von den Magnetfeldspulen 8 bei der Bestromung durch die Wechselstromquelle 7 erzeugte Magnetfeld durchsetzt den Auskleidungsschlauch 1 und bewirkt eine induktive Erwärmung des mit den Nanopartikeln versetzten Harzes. Führungsrollen 9 führen die Aushärtevorrichung 6 in dem Abwasserrohr 2.

In der Figur 1 hat das Abwasserrohr 2 einen kreisförmigen Querschnitt. Die Erfindung eignet sich ebenso für die Sanierung von Kanälen oder Rohren mit anderen Querschnittsprofilen, z.B. Eiprofile oder Kastenprofile (z.B. bei Lüftungskanälen).

In Figur 2 sind zwei Aushärtevorrichtungen 6 als Module zu einer flexiblen Kette miteinander verbunden. Jedes Modul weist einen Magnetfeldgenerator 13 auf. Die Kette kann in der Praxis deutlich mehr als zwei Module umfassen. Als flexible Kette können die jeweils ein magnetisches Wechselfeld erzeugenden Aushärtevorrichtungen 6 problemlos auch durch gekrümmte Rohrstränge geführt werden. Am vorderen und hinteren Ende der Kette ist jeweils eine Kamera 10 angeordnet, um die Sanierungsarbeiten zu überwachen und zu dokumentieren. Über an jedem Modul angeordnete Rollen 9 stützt sich die Kette an der Innenwand des Rohrs 2 mit darin eingezogenem Auskleidungsschlauch 1 ab.

In der in Figur 3 gezeigten Variante ist die Aushärtevorrichtung 6 in einen sogenannten Hutpacker integriert. Mit einem Hutpacker können auch schadhafte Abzweige repariert und saniert werden. Die Figur 3 zeigt ein Abwasserrohr 2 mit Seitenzulauf 2‘. Der in den Seitenzulauf 2‘ eingebrachte Auskleidungsschlauch 1 weist hier an seinem in dem Hauptrohr 2 verbleibenden Ende einen Kragen 1 ‘ auf, sodass sich insgesamt die Form eines Hutes mit Krempe ergibt. Entsprechend werden derartige Auskleidungsschläuche auch als Hutprofile bezeichnet. Der Packer ist mit einem Schild 11 ausgerüstet, welches hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch an die Innenwand des Hauptrohres 2 angepresst werden kann. Mit dem Schild 11 wird die Krempe des Hutprofils an die Innenwand des Rohrs 2 gepresst. An dem Schild 11 ist eine Blase 12 angeordnet, die mittels eines Fluids (z.B. Druckluft) expandierbar ist und so das Hutprofil an die innere Wandung des Seitenzulaufes 2‘ anpresst. Im Seitenzulauf 2‘ ist ein separater Magnetfeldgenerator 13' positioniert, um diesen Bereich auszuhärten. Im Hauptrohr 2 können ein oder mehrere Generatoren 13 vorgesehen sein. Über ein mehradriges Kabel 14 wird die Aushärtevorrichtung 6 bzw. der Packer von über Tage aus gesteuert und mit elektrischer Energie versorgt.

Bei möglichen Ausgestaltungen sind die Magnetfeldgeneratoren 13 auf der Achse des Rohres 2 angeordnet. Sie können aber auch exzentrisch angeordnet sein. Auch eine bewegliche Anordnung des Magnetfeldgenerators/der Magnetfeld generatoren 13, 13' an der Aushärtevorrichtung 6 ist denkbar, z.B. um den Magnetfeldgenerator 13, 13' auf flexible Weise möglichst nah an die innere Oberfläche des Auskleidungsschlauchs 1 heranzuführen und so das Magnetfeld effizient in hinreichender Stärke am Ort des Auskleidungsschlauchs 1 zu erzeugen.

Bezuaszeichenliste

1 Auskleidungsschlauch

V Kragen/Krempe Hutprofil 2 Rohr

2‘ Seitenzulauf

3 Außenfolie

4 Innenfolie

5 Gewebe-A/Iiesschicht 6 Aushärtevorrichtung

7 Wechselstromgenerator

8 Magnetfeldspule

9 Führungsrolle

10 Kamera 11 Schild

12 Blase

13 Magnetfeldgenerator

13' Magnetfeldgenerator in Seitenzulauf

14 Kabel