DE102013114630A1

DE102013114630A1 - Auskleidungselement zur Sanierung einer Rohrleitung

Info

Publication number: DE102013114630A1
Application number: DE102013114630.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Bichler
Original assignee: Trelleborg Pipe Seals Duisburg GmbH
Current assignee: Trelleborg Pipe Seals Duisburg GmbH
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2015-06-25
Also published as: US9945504B2; US20150176745A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Auskleidungselement (10) zur Sanierung einer Rohrleitung mit einer Trägerschicht (16) aus einem dehnbaren, harzabsorbierbarem Material, das in Längsrichtung (L1, L2) der Trägerschicht (16) eine erste Dehnsteifigkeit aufweist, und einer Versteifungsstruktur (24), die in Längsrichtung (L1, L2) der Trägerschicht (16) eine zweite Dehnsteifigkeit aufweist, wobei die erste Dehnsteifigkeit kleiner als die zweite Dehnsteifigkeit ist und wobei die Versteifungsstruktur (24) in die Trägerschicht (16) eingearbeitet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Auskleidungselement zur Sanierung einer Rohrleitung. Das Auskleidungselement kann unter anderem auch zur Sanierung eines Verbindungsbereichs zwischen einer Hauptrohrleitung und einer Seitenrohrleitung verwendet werden. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Auskleidungselementes.
Derartige Auskleidungselemente kommen bei der Sanierung von Rohrleitungen, insbesondere von Hauptrohrleitungen und Seitenrohrleitungen, im Bereich der Kanalisation und auch im Bereich von Gebäuden zur Anwendung. Durch Einbringen der Auskleidungselemente können insbesondere undichte und defekte Abschnitte von Rohrleitungen und insbesondere von Rohrleitungsanschlussbereichen saniert werden. Hierzu wird das Auskleidungselement dauerhaft mit der Innenwandung des zu sanierenden Rohrs verbunden, indem das Auskleidungselement mit einem Klebemittel versehen wird, wobei insbesondere als Klebemittel ein aushärtbares Harz verwendet wird.
Das Auskleidungselement umfasst eine Trägerschicht aus harzabsorbierbarem Material. Vor dem Einbringen des Auskleidungselements wird die Schicht aus harzabsorbierbarem Material mit dem Harz getränkt und dann das Auskleidungselement in seine endgültige Lage an die zu sanierende Stelle mittels einer Sanierungsvorrichtung gebracht. Hierbei kommen insbesondere die bekannten Inversionsverfahren (Eversionsverfahren) zum Einsatz. Nach dem Aushärten des Harzes liegt das Auskleidungselement formschlüssig und kraftschlüssig an der Rohrinnenwand an.
So geht aus WO 2011/104357 A3 ein Auskleidungselement hervor, das eine Schicht aus harzabsorbierbarem Material und eine Kunststofffolie aufweist. Als harzabsorbierbares Material wird ein Fasermaterial, ein Vlies und/oder ein Abstandsgewirk verwendet. Die Kunststofffolie ist aus PVC oder aus thermoplastischem Polyurethan gefertigt.
Ferner ist in DE 20 2010 017 654 U1 ein Auskleidungselement offenbart, das eine Schicht aus harzabsorbierbarem, textilen Material, eine Beschichtung aus einem Kunstharz und gegebenenfalls eine Kaschierung oder Beschichtung aus einem Schaumstoff umfasst. Die harzabsorbierbare Schicht ist aus einem Vlies, Gewebe und Maschenware enthaltend ECR-Glasfasern, gegebenenfalls in Mischung mit Synthesefasern gebildet. Die aus einem Kunstharz gebildete Beschichtung besteht aus Polyurethan, Polyvinylchlorid, Polyacrylat oder Polyolefin.
Zum Inversieren, Andrücken und/oder Aushärten des Auskleidungselements innerhalb der Rohrleitung wird ein Kalibrierschlauch verwendet, der zumeist mittels Dampf aufgeblasen wird. Dabei ist es unter anderem notwendig, den Kalibrierschlauch über einen längeren Zeitraum in dem aufgeblasenen Zustand zu belassen.
Um ein optimales Einbauergebnis zu erzielen, ist es erforderlich, dass sich das Auskleidungselement während des Inversierens, Andrückens und/oder Aushärtens in Rohrlängsrichtung nur geringfügig ausdehnt, um auch im Bereich von Nennweitenänderungen, Krümmungen oder Bögen eine ausreichende Dicke aufzuweisen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Auskleidungselement bereitzustellen, das beim Inversieren, Andrücken und/oder Aushärten eine verbesserte Maßbeständigkeit in Rohrlängsrichtung aufweist.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Auskleidungselement gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Auskleidungselementes gemäß Anspruch 18 vorgeschlagen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Auskleidungselements und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Alle in der vorliegenden Erfindung genannten ”Auskleidungselemente” können auch als Linersanierungselement, Rohrauskleidungselement oder Inversionsliner bezeichnet werden. Grundsätzlich kann ein solches Auskleidungselement ein oder mehrteilig ausgebildet sein. Ferner kann das Auskleidungselement einen Hauptrohrabschnitt und einen Seitenrohrabschnitt, der in das Seitenrohrinversiert wird, aufweisen.
Das erfindungsgemäße Auskleidungselement gemäß Anspruch 1 dient zur Sanierung einer Rohrleitung. Es kann unter anderem auch zur Sanierung eines Verbindungsbereichs zwischen einer Hauptrohrleitung und einer Seitenrohrleitung verwendet werden, die auch als Abzweigstelle bezeichnet wird. Das Auskleidungselement umfasst eine Trägerschicht aus einem dehnbaren, harzabsorbierbarem Material, das in Längsrichtung der Trägerschicht eine erste Dehnsteifigkeit aufweist, und eine Versteifungsstruktur, die in Längsrichtung der Trägerschicht eine zweite Dehnsteifigkeit aufweist. Die erste Dehnsteifigkeit ist kleiner als die zweite Dehnsteifigkeit. Die Versteifungsstruktur ist in die Trägerschicht eingearbeitet.
Da die Dehnsteifigkeit der Trägerschicht kleiner ist als die Dehnsteifigkeit der Versteifungsstruktur wird beim Inversieren, Andrücken und/oder Aushärten eine Ausdehnung des Auskleidungselements, insbesondere der Trägerschicht, in dessen Längsrichtung bzw. in Rohrlängsrichtung verringert beziehungsweise begrenzt. Ferner kann die Versteifungsstruktur die Ausdehnung des Auskleidungselements in Rohrlängsrichtung vollständig unterbinden. Somit weist das erfindungsgemäße Auskleidungselement eine hohe Maßbeständigkeit in Rohrlängsrichtung auf. Gleichzeitig kann die Versteifungsstruktur eine Ausdehnung des Auskleidungselements in Richtung der Rohrinnenwandung, d. h. in radialer Richtung, beim Inversieren, Andrücken und/oder Aushärten zulassen. Da die Versteifungsstruktur in die Trägerschicht eingearbeitet ist, kann eine Vorspannung in die Trägerschicht eingebracht werden, so dass eine Ausdehnung des Auskleidungselementes in Rohrlängsrichtung begrenzt und/oder verhindert werden kann.
In bevorzugter Ausgestaltung wird die Versteifungsstruktur mittels Einnadeln, Vernadeln und/oder Verweben in die Trägerschicht eingearbeitet. Vorzugsweise kann die Versteifungsstruktur stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit der Trägerschicht verbunden sein.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Versteifungsstruktur auch als Verstärkungs- oder Vorspannstruktur bezeichnet werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Versteifungsstruktur kraftschlüssig mit der Trägerschicht verbunden. Bevorzugt ist die Versteifungsstruktur in die Trägerschicht eingenadelt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Versteifungsstruktur derart ausgebildet, dass die Dehnsteifigkeit quer zur Längsrichtung, vorzugsweise in Dickenrichtung der Trägerschicht, unverändert ist. Dadurch ist es möglich, das Auskleidungselement beim Inversieren, Andrücken und/oder Aushärten an die Rohrinnenwandung zu drücken, um so den undichten und defekten Abschnitt zu sanieren. Ferner ermöglicht die Dehnbarkeit in radialer Richtung, dass sich das Auskleidungselement möglichst gut an den Verlauf der Rohrleitung, insbesondere im Hinblick auf Krümmungen und Bögen in der Rohrleitung anpassen kann. Zudem verhindert die Dehnbarkeit in radialer Richtung eine Faltenbildung im Bereich von Krümmungen und Bögen in der Rohrleitung.
Die Versteifungsstruktur kann aus wenigstens einem Versteifungselement gebildet sein. Des Weiteren kann das Versteifungselement aus einem Faden, einem Band, einer Schicht, einer Platte und/oder einem Streifen gebildet sein. Derartige Versteifungselemente lassen sich vorteilhaft mit der Trägerschicht verbinden beziehungsweise in diese einarbeiten. Ferner sind derartige Versteifungselemente als kostengünstige Massenware erhältlich.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Versteifungselement aus einer Vielzahl an Fäden gebildet, die sich in Längsrichtung der Trägerschicht erstrecken. Die Vielzahl an Fäden sorgen vorteilhaft dafür, dass eine gleichmäßige Vorspannung in die Trägerschicht eingebracht wird, um so eine Ausdehnung der Trägerschicht in Rohrlängsrichtung zu begrenzen beziehungsweise zu verhindern. Bevorzugt sind die Fäden in die Trägerschicht eingearbeitet.
Weiterhin bevorzugt haben die Fäden einen Abstand zueinander, der zwischen ca. 2 mm und ca. 5 cm, vorzugsweise zwischen ca. 10 mm und 4 cm, beträgt. Vorteilhaft sind die Fäden in äquidistanten Abständen zueinander innerhalb der Trägerschicht angeordnet bzw. eingearbeitet. Weiterhin vorteilhaft sind die Fäden derart in die Trägersicht eingearbeitet, dass alle Fäden den gleichen Abstand zu einer Außenseite der Trägerschicht aufweisen.
Der wenigstens eine Faden kann beziehungsweise die Mehrzahl an Fäden können sich vorteilhaft über die gesamte Länge des Auskleidungselements erstrecken. Ferner können die Fäden auch abschnittsweise in das Auskleidungselement eingearbeitet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat der wenigstens eine Faden eine Feinheit, die zwischen ca. 50 dtex und ca. 2500 dtex, vorzugsweise zwischen ca. 500 dtex und ca. 1500 dtex, beträgt. Ein derart dicker Faden kann eine ausreichend hohe Vorspannung in die Trägerschicht einbringen und dadurch eine Ausdehnung des Auskleidungselementes in Rohrlängsrichtung begrenzen und/oder verhinderen.
Bevorzugt ist der wenigstens eine Faden aus Polyester, Glasfaser, Aramid und/oder Kevlar gefertigt. Derartige Fäden sind als kostengünstige Meterware erhältlich.
Ferner kann die Trägerschicht aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Lagen gebildet sein. Hierbei können die beiden Lagen kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Der Stoffschluss erfolgt bevorzugt mittels Kleben oder Aufkaschieren.
Weiterhin vorteilhaft ist der wenigstens eine Faden im Grenzbereich der beiden Lagen angeordnet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Grenzbereich auch als Übergangszone oder Stoßstelle bezeichnet werden. Der wenigstens eine Faden ist beziehungsweise die Mehrzahl an Fäden sind dabei bevorzugt in eine Außenseite einer der Lagen eingearbeitet. Weiterhin bevorzugt können in beiden Lagen, insbesondere in den sich angrenzenden Außenseiten der beiden Lagen, ein Faden und/oder eine Mehrzahl an Fäden eingearbeitet sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Trägerschicht aus Fasermaterial gebildet, wobei der wenigstens eine Faden in die Trägerschicht eingearbeitet, vorzugsweise eingenadelt, ist. Bevorzugt werden zur Herstellung der Trägerschicht zunächst zwei Vlieslagen erzeugt, indem das Fasermaterial auf bekannte Weise miteinander vernadelt beziehungsweise verwoben wird. Hierbei können die Lagen eine unterschiedliche Dicke oder die gleiche Dicke aufweisen. Bevorzugt wird während des Verbindens der beiden Vlieslagen ein Faden beziehungsweise werden eine Vielzahl an Fäden in wenigstens eine Außenseite einer der Lagen eingearbeitet, so dass der Faden beziehungsweise die Fäden im Grenzbereich der beiden Lagen angeordnet ist beziehungsweise sind. Vorteilhaft ist der wenigstens eine Faden beziehungsweise sind die Mehrzahl an Fäden in die Lage, insbesondere in eine Außenseite, eingenadelt. Ferner kann der Faden beziehungsweise können die Fäden zuerst in eine der Lagen, insbesondere in eine Außenseite einer der Lagen eingearbeitet, vorzugsweise eingenadelt werden und anschließend werden die beiden Vlieslagen derart miteinander verbunden, vorzugsweise vernadelt, dass der Faden beziehungsweise die Fäden im Grenzbereich der beiden Lagen angeordnet ist beziehungsweise sind.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist die Trägerschicht aus einem Vliesstoff aus ECR-Glasfasern gebildet. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Trägerschicht aus einem Vliesstoff gebildet, wobei der Vliesstoff eine Mischung aus ECR-Glasfasern und Synthesefasern, vorzugsweise Polyesterfasern, aufweist. Bei ECR-Glasfasern handelt es sich bevorzugt um Fasern mit einer erhöhten Korrosionsbeständigkeit (ECR: E-glass corrosion resistant). Bevorzugt sind die ECR-Glasfasern und die Synthesefasern, vorzugsweise die Polyesterfasern, miteinander vernadelt. Ferner können auch andere Glasfasern oder sonstige Fasern verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Trägerschicht Polyesterfasern, Polypropylenfasern, Karbonfasern und/oder Aramidfasern umfassen. Grundsätzlich können auch Polyesternadelvliese, Glasvliese und thermoplastische Kunststofffasern, beispielsweise PP, PES, Kohlefasern oder Aramidfasern und Kombinationen der vorgenannten Bestandteile verwendet werden. Durch einen faserartigen Aufbau ist die Trägerschicht mit einem Harz, insbesondere Epoxydharz, tränkbar. Besonders vorteilhaft ist die Trägerschicht als Multi-Knit ausgebildet. Eine Multi-Knit-Trägerschicht ermöglicht insbesondere eine gute radiale Dehnbarkeit.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Mischungsverhältnis von ECR-Glasfasern zu Polyesterfasern im Bereich zwischen ca. 90 Gew.-% ECR-Glasfasern und ca. 10 Gew.-% Polyesterfasern bis zwischen ca. 10 Gew.-% ECR-Glasfasern und ca. 90 Gew.-% Polyesterfasern, vorzugsweise im Bereich zwischen ca. 85 Gew.-% ECR-Glasfasern und ca. 15 Gew.-% Polyesterfasern bis zwischen ca. 15 Gew.-% ECR-Glasfasern und ca. 85 Gew.-% Polyesterfasern.
Vorteilhaft weist die Trägerschicht eine Dicke zwischen ca. 2 mm und ca. 6 mm, vorzugsweise zwischen ca. 3 mm und ca. 5 mm auf, wobei vorzugsweise die Trägerschicht ein Flächengewicht zwischen ca. 300 g/m² und ca. 1000 g/m², vorzugsweise zwischen ca. 400 g/m² und ca. 900 g/m², aufweist. Vorzugsweise hat die Trägerschicht eine Dicke von ca. 3 mm. In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung hat das Auskleidungselement eine Dicke von ca. 5 mm. Ferner kann das Flächengewicht bevorzugt zwischen ca. 500 g/m² und ca. 800 g/m² betragen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Trägerschicht mit einer Beschichtung aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE) oder Polyurethan, weiterhin vorzugsweise aus thermoplastischen Polyurethan (TPU) versehen, wobei vorzugsweise die Beschichtung ein Flächengewicht zwischen ca. 100 g/m² und ca. 200 g/m², vorzugsweise ca. 150 g/m², aufweist. Die Beschichtung ist vorteilhaft fluiddicht ausgebildet und sorgt während des Inversierens, Andrückens und/oder Aushärtens dafür, dass ein Auswaschen des Harzes verhindert wird. Ferner bildet die Beschichtung eine Schutzlage gegen Beschädigung und/oder Abrieb durch die mit dem Abwasser oder Regenwasser transportierten Stoffe. Ferner kann es als Schutzschicht gegenüber chemischen Reaktionen des Abwassers und/oder der transportierten Stoffe dienen. Vorteilhaft zeigt im eingebauten Zustand des Auskleidungselements die Beschichtung ins Rohrinnere. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Beschichtung mittels einer Klebeschicht mit der Trägerschicht verbunden. Vorzugsweise ist die Beschichtung direkt, also ohne Zwischenlage, mit der Trägerschicht verbunden. Weiter vorzugsweise ist die Beschichtung auf die Trägerschicht aufkaschiert. Darüber hinaus kann die Beschichtung mittels Kalander mit der Trägerschicht verbunden werden. Vorzugsweise ist die Kleberschicht der Trägerschicht zugewandt und dient als Verbindung der Beschichtung mit der Trägerschicht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Beschichtung ein aus mehreren Schichten gebildetes fluiddichtes Sperrschichtsystem umfassen. Bei den Schichten handelt es sich vorzugsweise um einzelne dünne Lagen. Weiterhin bevorzugt sind die dünnen Lagen als dünne Kunststofflagen ausgebildet, die stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Vorteilhaft sind die dünnen Kunststofflagen aus thermoplastischem Polyurethan gebildet, die vorzugsweise unterschiedliche Härtegrade (unterschiedliche Shore-Härten) aufweisen. Vorteilhaft sorgt das Sperrschichtsystem dafür, dass der zum Inversieren, Andrücken und/oder Aushärten benötigte Dampfdruck innerhalb des Auskleidungselementes aufrecht erhalten wird, da das Beschichtungssystem eine hohe Dampfundurchlässigkeit aufweist. Somit kann auf einen Kalibrierschlauch verzichtet werden. Bevorzugt dienen die mehreren Schichten als Harzsperrschicht und/oder Dampfsperrschicht. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Sperrschichtsystem eine Gleitschicht auf, die als Einbauhilfe dient. Hierbei kann die Gleitschicht mit einer wellenförmigen Oberflächenstruktur mit Erhebungen und/oder Vertiefungen versehen sein. Im eingebauten Zustand des Auskleidungselementes liegt die Gleitschicht an der Rohrinnenwandung an.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Trägerschicht mit einer Schaumstoffschicht versehen sein. Hierbei kann die Schaumstoffschicht mittels einer Kleberschicht oder durch Aufkaschieren mit der Trägerschicht verbunden sein. Bevorzugt handelt es sich bei der Schaumstoffschicht um einen offenzelligen beziehungsweise offenporigen Schaumstoff. Vorteilhaft wird beim Tränken des Auskleidungselements die wenigstens eine Schaumstoffschicht auch aktiv zumindest teilweise mit dem Harz getränkt. Das Harz lagert sich in den Poren der Schaumstoffstruktur ein. Wenn das Auskleidungselement dann an die zu sanierende Stelle gebracht und bestimmungsgemäß mit der Rohrinnenwandung verbunden wird, wird das Auskleidungselement an die Rohrinnenwandung gedrückt. Dabei verändert sich die Porenstruktur. Die vorher etwa kreisförmigen Poren werden durch das Zusammendrücken länglich oder ellipsenförmig, wodurch das Harz sich auch in benachbarte, anfänglich noch nicht vollständig mit Harz gefüllte Poren verteilen kann. In diesem an die Rohrinnenwandung angedrückten Zustand des Auskleidungselements werden also weitere Poren mit Harz befüllt. Das Harz verklebt dann die Porenstrukturen und bildet eine im Wesentlichen fluiddichte Schutzschicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Auskleidungselements umfasst folgende Schritte. Zunächst wird eine Trägerschicht aus einem dehnbaren, harzabsorbierbarem Material, das in Längsrichtung der Trägerschicht eine erste Dehnsteifigkeit aufweist, bereitgestellt. Anschließend wird eine Versteifungsstruktur in die Trägerschicht eingearbeitet, wobei die Versteifungsstruktur in Längsrichtung der Trägerschicht eine zweite Dehnsteifigkeit aufweist, die größer ist als die erste Dehnsteifigkeit.
Da die Dehnsteifigkeit der Trägerschicht kleiner ist als die Dehnsteifigkeit der Versteifungsstruktur kann durch das Einarbeiten der Versteifungsstruktur eine Vorspannung in der Trägerschicht eingebracht werden, so dass ein Ausdehnung des Auskleidungselements in Längsrichtung begrenzt und/oder verhindert werden kann. Vorteilhaft ist die Versteifungsstruktur stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit der Trägerschicht verbunden. Die Versteifungsstruktur kann beim Inversieren, Andrucken und/oder Aushärten eine Ausdehnung des Auskleidungselements insbesondere der Trägerschicht, in dessen Längsrichtung beziehungsweise in Rohrlängsrichtung verringern beziehungsweise begrenzen. Bevorzugt unterbindet die Versteifungsstruktur die Ausdehnung des Auskleidungselements in Rohrlängsrichtung vollständig. Dadurch weist das erfindungsgemäße Auskleidungselement eine hohe Maßbeständigkeit in Rohlängsrichtung auf. Gleichzeitig kann die Versteifungsstruktur eine Ausdehnung des Auskleidungselements in Richtung der Rohrinnenwandung, das heißt in radialer Richtung beim Inversieren, Andrücken und/oder Aushärten zulassen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Trägerschicht aus Fasermaterial gebildet, wobei die Versteifungsstruktur kraftschlüssig mit der Trägerschicht verbunden wird. Bevorzugt wird die Versteifungsstruktur in die Trägerschicht eingenadelt. Weiterhin bevorzugt wird die Versteifungsstruktur in eine Außenseite der Trägerschicht eingenadelt. Zur Herstellung der Trägerschicht wird das Fasermaterial auf bekannte Weise miteinander vernadelt. Bevorzugt ist die Trägerschicht aus Vliesstoff gebildet. Vorteilhaft ist der Vliesstoff aus ECR-Glasfasern gebildet, die bevorzugt auf bekannte Weise miteinander vernadelt werden. Weiterhin bevorzugt umfasst der Vliesstoff eine Mischung aus ECR–Glasfasern und Synthesefasern, vorzugsweise Polyesterfasern, die weiterhin bevorzugt auf bekannte Weise miteinander vernadelt werden. Vorteilhaft beträgt das Mischungsverhältnis von ECR-Glasfasern zu Polyesterfasern im Bereich zwischen ca. 90 Gew.-% ECR-Glasfasern und ca. 10 Gew.-% Polyesterfasern bis zwischen ca. 10 Gew.-% ECR-Glasfasern und ca. 90 Gew.-% Polyesterfasern, vorzugsweise im Bereich zwischen ca. 85 Gew.-% ECR-Glasfasern und ca. 15 Gew.-% Polyesterfasern bis zwischen ca. 15 Gew.-% ECR-Glasfasern und ca. 85 Gew.-% Polyesterfasern.
Bevorzugt wird die Trägerschicht aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Lagen gebildet. Die miteinander verbundenen Lagen können eine unterschiedliche Dicke oder die gleiche Dicke aufweisen. Die beiden Lagen können stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden werden. Bevorzugt werden die beiden Lagen miteinander vernadelt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Lagen miteinander verbunden, vorzugsweise vernadelt, wobei die Versteifungsstruktur während des Verbindens der beiden Lagen in eine der Lagen eingearbeitet, vorzugsweise eingenadelt wird. Bevorzugt wird die Versteifungsstruktur derart in eine der Lagen eingearbeitet, dass diese in einem Grenzbereich der beiden Lage angeordnet ist. Bevorzugt wird die Versteifungsstruktur in eine Außenseite einer der Lagen eingearbeitet. Weiterhin bevorzugt können in beiden Lagen, insbesondere in den sich angrenzenden Außenseiten der beiden Lagen, eine Versteifungsstruktur eingearbeitet sein. Zudem kann die Versteifungsstruktur auch vor dem Verbinden der beiden Lagen in eine der Lagen, vorzugsweise in eine der Außenseiten der Lagen, eingearbeitet sein.
Die Versteifungsstruktur kann aus wenigstens einem Versteifungselement gebildet sein. Des Weiteren kann das Versteifungselement aus einem Faden, einem Band, einer Schicht, einer Platte und/oder einem Streifen gebildet sein. Bevorzugt ist das Versteifungselement aus einer Vielzahl an Fäden gebildet, die sich in Längsrichtung der Trägerschicht erstrecken. Derartige Versteifungselemente lassen sich vorteilhaft mit der Trägerschicht verbinden beziehungsweise in diese einarbeiten. Insbesondere die Fäden sorgen dafür, dass eine gleichmäßige Vorspannung in die Trägerschicht eingebracht wird, um so eine Ausdehnung der Trägerschicht in Längsrichtung zu begrenzen beziehungsweise zu verhindern.
Ein Verfahren zum Sanieren einer Rohrleitung und/oder eines Verbindungsbereichs zwischen einer Hauptrohrleitung und einer Seitenrohrleitung mittels des erfindungsgemäßen Auskleidungselements kann wie folgt durchgeführt werden. Zunächst wird das Auskleidungselement, insbesondere die Trägerschicht und/oder die Schaumstoffschicht, mit einem Harz, insbesondere Epoxydharz, getränkt. Bei der Sanierung eines Mündungsbereichs weist das Auskleidungselement einen Hauptrohrabschnitt und einen Seitenrohrabschnitt auf. Anschließend wird das Auskleidungselement auf bekannte Weise in einen Kalibrierschlauch eingebracht. Im Anschluss daran wird das Auskleidungselement mittels einer Sanierungsvorrichtung an die zu sanierende Stelle gebracht. Nach der Positionierung der Sanierungsvorrichtung an der zu sanierenden Stelle wird das Innere des Kalibrierschlauchs mit Druck beaufschlagt, wodurch das Auskleidungselement mit seiner Trägerschicht gegen die Innenwandung der Rohrleitung gedrückt beziehungsweise in ein Seitenrohr inversiert wird. Nach dem Andrücken oder Inversieren kann der Druck innerhalb des Kalibrierschlauches verringert werden, damit sich das Material des Auskleidungselements entspannen kann. Dieser verringerte Druck wird als Aushärtedruck bezeichnet und beträgt zwischen ca. 0,25 bar und 0,5 bar und liegt damit geringfügig unterhalb des Inversionsdrucks. Der Aushärtedruck wird über einen gewissen Zeitraum aufrechterhalten, bis das Harz ausgehärtet ist und das Auskleidungselement formschlüssig und kraftschlüssig an der Innenwandung der Rohrleitung anliegt.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Auskleidungselement anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen schematisch:
1 eine perspektivische Ansicht eines ersten erfindungsgemäßen Auskleidungselements im eingebauten Zustand in einer nicht gezeigten Rohrleitung;
2 eine perspektivische Darstellung eines zweiten erfindungsgemäßen Auskleidungselements im eingebauten Zustand in einer nicht gezeigten Rohrleitung; und
3 ein vergrößerter Ausschnitt eines Querschnitts entlang der Linie III-III in den 1 und 2.
In 1 ist ein erstes erfindungsgemäßes Auskleidungselement 10 im eingebauten Zustand gezeigt. Das Auskleidungselement 10 dient zur Sanierung einer nicht dargestellten Rohrleitung, insbesondere eines Mündungsbereichs zwischen einer Hauptrohrleitung und einer Seitenrohrleitung, und liegt im eingebauten Zustand an der Innenwandung der Rohrleitung an.
Das Auskleidungselement 10 hat näherungsweise eine Hutform und weist einen Hauptrohrabschnitt 12 und einen Seitenrohrabschnitt 14 auf, die miteinander verbunden sind. Dabei erstreckt sich der Hauptrohrabschnitt 12 in eine erste Längsrichtung L₁ bzw. in Längsrichtung der Hauptrohrleitung und der Seitenrohrabschnitt 14 in eine zweite Längsrichtung 12 bzw. in Längsrichtung der Seitenrohrleitung.
In 2 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Auskleidungselements 40 im eingebauten Zustand dargestellt, das sich von der ersten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass das Auskleidungselement 40 näherungsweise T-förmig ausgebildet ist und dass der Hauptrohrabschnitt 12 rohrförmig ausgebildet ist. Der Hauptrohrabschnitt 12 des Auskleidungselementes 40 erstreckt sich in eine erste Längsrichtung L₁ bzw. in Längsrichtung der Hauptrohrleitung und der Seitenrohrabschnitt 14 des Auskleidungselementes 40 erstreckt sich in eine zweite Längsrichtung 12 bzw. in Längsrichtung der Seitenrohrleitung.
Wie in 3 ersichtlich ist, weisen beide erfindungsgemäßen Auskleidungselemente 10, 40 eine Trägerschicht 16 aus einem dehnbarem, harzabsorbierbarem Material und eine mit der Trägerschicht 16 verbundene Beschichtung 18 auf. Die Trägerschicht 16 ist vorliegend vorzugsweise aus einer ersten Lage 20 aus Fasermaterial und einer zweiten Lage 22 aus Fasermaterial gebildet. Vorteilhaft sind beide Lagen 20, 22 aus einer Vielzahl an miteinander verwobenen ECR-Glasfasern und/oder Polyesterfasern gebildet. Vorliegend weist die erste Lage 20 eine größere Dicke als die zweite Lage 22 auf, wobei es auch denkbar ist, dass die zweite Lage 22 eine größere Dicke als die erste Lage 20 aufweist oder dass beide Lagen 20, 22 die gleiche Dicke haben. Insbesondere weisen die Fasern der Trägerschicht eine Feinheit von zwischen ca. 20 dtex und ca. 50 dtex auf. Die beiden Lagen 20, 22 sind an ihren Außenseiten 30 fest miteinander verbunden, insbesondere miteinander verklebt und/oder vernadelt und bilden dabei einen Grenzbereich 23 aus.
Des Weiteren ist die Trägerschicht 16, insbesondere die erste Lage 20, mit einer Versteifungsstruktur 24 versehen. Die Versteifungsstruktur 24 ist aus einem Versteifungselement 26 gebildet, das vorliegend aus einer Vielzahl an nebeneinander angeordneten Fäden 28 gebildet ist, die in gleichmäßigen Abständen zueinander innerhalb der Trägerschicht 16 angeordnet sind. Dabei erstrecken sich die Fäden 28 in Längsrichtung L₁, L₂ der Abschnitte 12, 14, insbesondere über die gesamte Länge der Abschnitte 12, 14. Die Fäden 28 sind im Bereich der Außenseite 30 der ersten Lage 20 eingebracht, insbesondere eingenadelt. Dadurch sind die Fäden 28 im Grenzbereich 23 der beiden verbundenen Lagen 20, 22 angeordnet. Zur Herstellung der Trägerschicht 16 mit den Fäden 28 werden zunächst die beiden Lagen 20, 22 erzeugt und anschließend miteinander vernadelt, wobei gleichzeitig die Fäden 28 in eine der beiden Lagen 20, 22 eingearbeitet, insbesondere eingenadelt werden.
Die Fäden 28 weisen in die jeweiligen Längsrichtungen L₁, L₂ eine größere Dehnsteifigkeit als die Trägerschicht 16 auf. Dadurch bringen die Fäden 28 eine Vorspannung in die Trägerschicht 16 ein, so dass beim Inversieren, Andrücken und/oder Aushärten eine Ausdehnung in Rohrlängsrichtung begrenzt beziehungsweise verhindert wird. Gleichzeitig lassen die Fäden 28 beim Inversieren, Andrücken und/oder Aushärten eine Ausdehnung der Trägerschicht 16 in Radialrichtung, also in Richtung der Rohrinnenwandung zu. Die Fäden 28 sorgen somit für eine hohe Maßbeständigkeit des Auskleidungselements 10 in Längsrichtung L1, L2 der jeweiligen Abschnitte 12, 14 bzw. in Rohrlängsrichtung.
Vorzugsweise sind die Fäden 28 in äquidistanten Abständen zueinander innerhalb der Trägerschicht 18 angeordnet, wobei die Fäden vorzugsweise einen Abstand zueinander haben, der zwischen ca. 2 mm und ca. 5 cm, vorzugsweise zwischen ca. 10 mm und ca. 4 cm beträgt. Ferner haben die Fäden 28 eine Feinheit, die zwischen ca. 50 dtex und ca. 2500 dtex, vorzugsweise zwischen ca. 500 dtex und ca. 1500 dtex beträgt. Weiterhin bevorzugt sind die Fäden 28 aus Polyester, Glasfaser, Aramid und/oder Kevlar gefertigt.
Vorliegend sind in beiden erfindungsgemäßen Auskleidungselementen 10, 40 die Fäden 28 sowohl im Hauptrohrabschnitt 12 als auch im Seitenrohrabschnitt 14 eingebracht. Ferner ist es auch denkbar, die Fäden 28 nur in einem der Abschnitte 12, 14 einzubringen. Ferner ist es auch möglich anstelle einer Vielzahl an Fäden 28 nur einen Faden 28 in die Trägerschicht 16 einzubringen. Darüber hinaus kann das Versteifungselement 26 auch als Band, Schicht Platte und/oder Streifen ausgebildet sein.
Wie in 3 ersichtlich ist, ist die erste Lage 20 mit einer Beschichtung 18 versehen, die im eingebauten Zustand in das Rohrinnere zeigt. Die Beschichtung 18 ist vorteilhaft aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polyurethan, weiterhin vorzugsweise aus thermoplastischen Polyurethan, gebildet. Ferner weist die Beschichtung 18 vorzugsweise ein Flächengewicht zwischen ca. 100 g/m² und ca. 200 g/m², vorzugsweise ca. 150 g/m², auf. Die Beschichtung 18 verhindert ein Auswaschen des in die Trägerschicht 16 eingebrachten Harzes. Zudem dient die Beschichtung 18 im eingebauten Zustand auch als Schutzschicht gegenüber einem Abrieb und/oder der Beschädigung durch die mit dem Abwasser oder Regenwasser transportierten Stoffe. Ferner dient es als chemische Schutzschicht gegenüber chemischen Reaktionen des Abwassers und/oder der transportierten Stoffe. Ferner kann die Beschichtung 18 auch aus einem Beschichtungssystem gebildet sein, das mehrere miteinander verbundene Schichten aufweist. Die Beschichtung 18 kann mittels einer nicht dargestellten Kleberschicht mit der Trägerschicht 16 verbunden sein. Ferner kann die Beschichtung 18 auch auf die Trägerschicht 16 aufkaschiert sein.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidungselemente 10 erläutert. Zunächst werden die Lagen 20, 22 der Trägerschicht erzeugt, indem die Fasern, insbesondere die ECR-Glasfasern und/oder Polyesterfasern, miteinander auf bekannte Weise vernadelt beziehungsweise verwoben werden. Im Anschluss daran werden die beiden Lagen, 20, 22 an ihren Außenseiten 30 fest miteinander verbunden, insbesondere vernadelt, wobei gleichzeitig die Fäden 28 in eine der Lagen 20, 22, vorzugsweise in eine Außenseite 30 einer der Lagen 20, 22 eingearbeitet, vorzugsweise eingenadelt, wird.
Die in den 1 und 2 dargestellten Auskleidungselemente 10 zeichnen sich durch die in die Trägerschicht 16 eingebrachte Versteifungsstruktur 24 bzw. das Versteifungselement 26 in Form von einer Vielzahl an sich in Längsrichtung L₁, L₂ der Abschnitte 12, 14 erstreckenden Fäden 28 aus. Die Fäden 28 verhindern beim Inversieren, Andrücken und/oder Aushärten des Auskleidungselements 10, 40 eine Ausdehnung der Auskleidungsabschnitte 12, 14 in deren Längsrichtungen L₁, L₂ bzw. in Rohrlängsrichtung. Ferner ermöglichen die Fäden 28 zum Sanieren der Rohrleitung eine Ausdehnung der Trägerschicht 16 in Radialrichtung, also in Richtung der Rohrinnenwandung. Des Weiteren können die Fäden 28 in beide Abschnitte 12, 14 oder lediglich in einem davon eingebracht sein.
Bezugszeichenliste

10: erstes erfindungsgemäßes Auskleidungselement
12: Hauptrohrabschnitt
14: Seitenrohrabschnitt
16: Trägerschicht
18: Beschichtung
20: erste Lage
22: zweite Lage
23: Grenzbereich
24: Versteifungsstruktur
26: Versteifungselement
28: Faden
30: Außenseite
40: zweites erfindungsgemäßes Auskleidungselement
L₁: Längsrichtung des Hauptrohrabschnitts
L₂: Längsrichtung des Seitenrohrabschnitts

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011/104357 A3 [0004]
DE 202010017654 U1 [0005]

Claims

Auskleidungselement (10) zur Sanierung einer Rohrleitung mit einer Trägerschicht (16) aus einem dehnbaren, harzabsorbierbarem Material, das in Längsrichtung (L₁, L₂) der Trägerschicht (16) eine erste Dehnsteifigkeit aufweist, und einer Versteifungsstruktur (24), die in Längsrichtung (L₁, L₂) der Trägerschicht (16) eine zweite Dehnsteifigkeit aufweist, wobei die erste Dehnsteifigkeit kleiner als die zweite Dehnsteifigkeit ist und wobei die Versteifungsstruktur (24) in die Trägerschicht (16) eingearbeitet ist.
Auskleidungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstruktur (24) kraftschlüssig mit der Trägerschicht (16) verbunden ist.
Auskleidungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstruktur (24) derart ausgebildet ist, dass die Dehnsteifigkeit quer zur Längsrichtung (L₁, L₂), vorzugsweise in Dickenrichtung der Trägerschicht (16), unverändert ist.
Auskleidungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstruktur (24) aus wenigstens einem Versteifungselement (26) gebildet ist.
Auskleidungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (26) aus einem Faden (28), einem Band, einer Schicht, einer Platte und/oder einem Streifen gebildet ist.
Auskleidungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (26) aus einer Vielzahl an Fäden (28) gebildet ist, die sich in Längsrichtung (L₁, L₂) der Trägerschicht (16) erstrecken.
Auskleidungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden (28) einen Abstand zueinander haben, der zwischen ca. 2 mm und ca. 5 cm, vorzugsweise zwischen ca. 10 mm und ca. 4 cm, beträgt.
Auskleidungselement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Faden (28) eine Feinheit hat, die zwischen ca. 50 dtex und ca. 2500 dtex, vorzugsweise zwischen ca. 500 dtex und ca. 1500 dtex, beträgt.
Auskleidungselement nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Faden (28) aus Polyester, Glasfaser, Aramid und/oder Kevlar gefertigt ist.
Auskleidungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (16) aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Lagen (20, 22) gebildet ist.
Auskleidungselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Faden (28) im Grenzbereich (23) der beiden Lagen (20, 22) angeordnet ist.
Auskleidungselement nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (16) aus Fasermaterial gebildet ist, wobei der wenigstens eine Faden (28) in die Trägerschicht (16) eingearbeitet, vorzugsweise eingenadelt, ist.
Auskleidungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (16) aus einem Vliesstoff aus ECR-Glasfasern gebildet ist.
Auskleidungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dass die Trägerschicht (16) aus einem Vliesstoff gebildet ist, wobei der Vliesstoff eine Mischung aus ECR-Glasfasern und Synthesefasern, vorzugsweise Polyesterfasern, aufweist.
Auskleidungselement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischungsverhältnis von ECR-Glasfasern zu Polyesterfasern im Bereich zwischen ca. 90 Gew.-% ECR-Glasfasern und ca. 10 Gew.-% Polyesterfasern bis zwischen ca. 10 Gew.-% ECR-Glasfasern und ca. 90 Gew.-% Polyesterfasern, vorzugsweise im Bereich zwischen ca. 85 Gew.-% ECR-Glasfasern und ca. 15 Gew.-% Polyesterfasern bis zwischen ca. 15 Gew.-% ECR-Glasfasern und ca. 85 Gew.-% Polyesterfasern, beträgt.
Auskleidungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (16) eine Dicke zwischen ca. 2 mm und ca. 6 mm, vorzugsweise zwischen ca. 3 mm und ca. 5 mm, aufweist, wobei vorzugsweise die Trägerschicht (16) ein Flächengewicht zwischen ca. 300 g/m² und ca. 1000 g/m², vorzugsweise zwischen ca. 400 g/m² und ca. 900 g/m², aufweist.
Auskleidungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (16) mit einer Beschichtung (18) aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyvinylchlorid, Polyethylen und/oder Polyurethan, weiterhin vorzugsweise aus thermoplastischen Polyurethan, versehen ist, wobei vorzugsweise die Beschichtung (18) ein Flächengewicht zwischen ca. 100 g/m² und ca. 200 g/m², vorzugsweise ca. 150 g/m², aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines Auskleidungselementes nach einem der Ansprüche 1 bis 17 das folgende Schritte umfasst: a. Bereitstellen einer Trägerschicht (16) aus einem dehnbaren, harzabsorbierbarem Material, das in Längsrichtung (L₁, L₂) der Trägerschicht (16) eine erste Dehnsteifigkeit aufweist; b. Einarbeiten einer Versteifungsstruktur (24) in die Trägerschicht (16), wobei die Versteifungsstruktur (24) in Längsrichtung (L₁, L₂) der Trägerschicht (16) eine zweite Dehnsteifigkeit aufweist, die größer ist als die erste Dehnsteifigkeit.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (16) aus Fasermaterial gebildet wird, wobei die Versteifungsstruktur (24) kraftschlüssig mit der Trägerschicht (16) verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (16) aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Lagen (20, 22) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (20, 22) miteinander verbunden, vorzugsweise vernadelt, werden, wobei die Versteifungsstruktur (24) während des Verbindens der beiden Lagen (20, 22) in eine der Lagen (20, 22) eingearbeitet, vorzugsweise eingenadelt, wird.