DE10238103C1

DE10238103C1 - Verbundrohr und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE10238103C1
Application number: DE2002138103
Authority: DE
Inventors: Bernd Richter
Original assignee: KANAL und ROHRTECHNIK GmbH
Current assignee: KANAL und ROHRTECHNIK GmbH
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2002-08-16
Publication date: 2003-09-18
Anticipated expiration: 2022-08-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbundrohr und ein Verfahren zu seiner Herstellung und findet Anwendung bei der Durchführung grabenloser Verfahren der Kanalsanierung von Kanälen mit einmündenden Seitenzuläufen. DOLLAR A Das technische Problem, ein Verbundrohr sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, welches unter Nutzung des vorhandenen Angebotes und des bekannten Sortimentes herstellbar ist, einfache und kostengünstige Verbindungen von Rohrschüssen erlaubt, einen hohen Elastizitätsmodul aufweist und in der Lage ist, axiale Druckkräfte aufzunehmen sowie die Voraussetzungen zur Herstellung von qualitativ hochwertigen Klebverbindungen mit bestehenden Hausanschlüssen erfüllt, wird gelöst, indem das Verbundrohr aus einem äußeren Kurzrohrmodul aus thermoplastischem Kunststoff, einem GFK-Inliner und an den Enden angeordneten umlaufenden Rundringabdichtungen zur Abdichtung der Zwischenräume zwischen dem Thermoplastrohr und dem GFK-Inliner besteht. DOLLAR A Die Herstellung des Verbundrohres erfolgt aus einem Kurzrohrmodul aus thermoplastischem Kunststoff und einem GFK-Inliner, indem GFK-Rohre in im Wasserbad erwärmte Polyäthylen- oder Polypropylen-Rohre eingeführt und unter Verwendung von Rundringabdichtungen eingeschrumpft werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundrohr und ein Verfahren zu seiner Herstellung und findet Anwendung bei der Durchführung grabenloser Verfahren der Kanalsanierung von Kanälen mit einmündenden Seitenzuläufen, insbesondere mittels des Relining- oder des Berstlining-Verfahrens.

Die Instandsetzung von Abwassersystemen besitzt heutzutage große Bedeutung, wofür neben der Berücksichtigung technischer Belange auch die zunehmend umweltbewußte Sichtweise eine wichtige Funktion hat. Es ist bereits eine Vielzahl von Verfahren und Vorrichtungen zur Sanierung von Rohrleitungen und deren Mechanisierung bekannt. Den grabenlosen Verfahren wie zum Beispiel dem Relining-Verfahren, d. h. dem Einziehen sogenannter Inliner (thermoplastischer Rohre bzw. Schläuche) in die zu sanierenden Systeme ebenso wie dem Berstlining-Verfahren, bei dem die alten Rohre mittels eines Berstkopfes gesprengt und durch nachgezogene neue Rohre in der Regel gleicher, aber auch größerer Abmessungen unter Überdeckung einmündender Seitenzuläufe ersetzt und mit den bestehenden Seitenzuläufen verbunden werden, wird hierbei der Vorzug gegeben. Sie sind unverzichtbare Voraussetzungen, Sanierungsarbeiten an nicht begehbaren Rohrleitungen durchzuführen. Dabei stellt eine besondere Schwierigkeit die Sanierung von Rohrleitungen im Bereich von in den Abwasserkanal einmündenden Seitenzuläufen dar, da hierbei Dichtigkeit und Funktionsfähigkeit des Systems wieder herzustellen sind.

Gebräuchlich ist die Herstellung der Verbindung der Seitenzuläufe mit thermoplastischen Inlinern oder Neurohren mittels Aufheizen und Plastifizieren oder durch Verschweißen der Verbindungsstellen.

Aus der DE 39 31 616 C2 ist ein Verfahren und eine Einrichtung für die Sanierung von Abwasserkanälen bekannt. Dabei werden Kunststoffrohre aus einem thermoplastischen Kunststoff in einen Abwasserkanal eingeführt. Dann wird in dem so ausgekleideten Abwasserkanal mittels eines Wagens ein Verformkörper vor der Mündung eines Hausanschlusses positioniert, wobei diese Mündung zunächst von der Wandung des Kunststoffrohrs überdeckt ist. Der Verformkörper wird dann von der Innenseite, des Abwasserkanals her gegen die Wandung des Kunststoffrohrs gedrückt. Der Verformkörper wird aufgeheizt und erwärmt damit das Kunststoffrohr und plastifiziert es. Der Verformkörper wird dann in den Hausanschluß hineinbewegt und bildet aus dem die Mündung des Hausanschlusses abdeckenden Bereich des Kunststoffrohrs einen Stutzen. Dieser Stutzen wird an seinem Rand beschnitten. Der Verformkörper wird dann zum Wagen zurückgeführt. Gesonderte Dichtungsmaßnahmen in dem Ringraum zwischen Kunststoffrohr und Hausanschluß sind dabei nicht vorgesehen.

Nachteilig bei dieser Lösung ist u. a., daß dieses Verfahren nur bei thermoplastischen Materialien eingesetzt werden kann und daß außerdem der so gebildete Stutzen eine nicht exakt vorherbestimmbare geometrische Ausbildung hat. Sowohl die Wandstärke und damit die Festigkeit des Stutzens als auch die Länge variieren von Fall zu Fall. Desweiteren ist eine Abdichtung zwischen Stutzen und Hausanschluß kaum vorhanden, da es sich um eine Vorortfertigung handelt, bei der die Fertigungsbedingungen und -abläufe nicht in dem erforderlichen Maße exakt kontrollierbar sind. Außerdem setzt ein solches Verfahren ein überaus exaktes Orten der Hausanschlußmitte voraus, da nur bei zentrischem Arbeiten ein befriedigendes Ergebnis erzielt werden kann. Ein weiteres Problem bei dieser Lösung besteht darin, daß die Einrichtung relativ groß gebaut ist und insofern nur in Abwasserleitungen mit entsprechend großem Durchmesser eingesetzt werden kann.

Auch nach DE 196 31 082 C2 soll bei einem Verfahren zum Sanieren von Abwasserkanälen mittels Inlinern aus thermoplastischen Kunststoffen das Kunststoffrohr im Kontaktbereich zu einem Abzweigsattel bis zur Plastifizierung erwärmt und der Abzweigsattel aus Metall mit seinem eine strukturierte Oberfläche aufweisenden Rohrsegmentstück radial derart nach außen gedrückt werden, so daß die Struktur der Außenoberfläche eine formschlüssige Verbindung mit dem Kunststoff bildet.

Die stellvertretend genannten Lösungen verwenden zur Sanierung des Abwassersystemes das Relining-Verfahren, welchem der grundsätzliche Nachteil anhaftet, daß dabei nur Kanäle saniert werden können, indem ein kleineres Medienrohr in den Altkanal eingezogen wird.

Weiterhin sind insbesondere im Hinblick auf feuchte und schlecht zu reinigende Einbaustellen, die bei grabenlosen Verfahren die Regel sind, die Verbindungsherstellung mittels Plastifizierung und Verschweißen von thermoplastischen Kunststoffen zweifelhaft und unzuverlässig.

Die im Gegensatz zu Rohren aus thermoplastischen Kunststoffen für qualitativ hochwertige und dichte Klebverbindungen geeigneten Rohre aus GFK sollen jedoch keinen Druckkräften ausgesetzt werden, so daß mit ihnen das effektive Einbringen aus einer Startgrube, insbesondere unter Einsatz des Berstlining- Verfahrens derzeit nicht realisierbar ist.

Deshalb wird in DE 198 25 582 A1 vorgeschlagen, einen Förderrohrstrang in dem einzubringenden Rohrstrang anzuordnen, der neben der Abförderung des Erdreiches auch zur Übertragung einer Druck-Vorschubkraft auf den mit dem ersten Förderrohr druckfest verbundenen Bohrkopf genutzt wird, so daß der mit dem Bohrkopf ebenfalls verbundene zu verlegende Rohrstrang von diesem gezogen wird, ohne Druckkräften ausgesetzt zu sein. Hierbei handelt es sich um eine aufwendige, nur mit zusätzlichen technischen Mitteln zu realisierende Lösung.

Verbundrohre aus thermoplastischen Kunststoffen mit Inlinern aus GFK, die theoretisch sowohl für die Aufnahme von Druckkräften als auch für die Herstellung von Klebverbindungen geeignet wären, sind zwar schon bekannt, jedoch ist ihre Herstellung aufwendig und damit sind derartige Rohre teuer, da ihr Einsatz für Spezialzwecke vorgesehen ist.

So betrifft DE 42 35 825 C1 ein faserarmiertes Kunststoffrohr aus glasfaserverstärktem Duroplast, einem Inliner aus einer inneren Thermoplastfolie und einer Alufolie sowie einem Außengelcoat aus Duroplast mit geringem Faseranteil. Dieses Rohr weist zwar herkömmliche PE-Rohre weit übertreffende mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Druck-, Zug- und Biegefestigkeit, auf, ist aber für eine rationelle Herstellung in einem kontinuierlichen Verfahren und die Neuverlegung von Rohrleitungen vorgesehen. Die Verbindung der Rohre kann durch Verschweißen der aneinanderstoßenden Stirnflächen zweier Endstücke erfolgen. Über die Verbindung kann auch eine Muffe aus faserarmiertem Duroplast geschoben werden, welche direkt mit den beiden Rohrkörpern mit Duroplast verklebt wird. Mit diesem Rohr ist im Prinzip auch die Verbindung mit bestehenden Hausanschlüssen mittels Klebverbindung möglich, wobei aber der Schichtaufbau dem entgegensteht, da hier die Innenschicht aus Aluminium und Thermoplastfolie für eine Klebverbindung nicht geeignet ist.

Ein Rohr mit erhöhter Stabilität und Steifigkeit gemäß EP 0 625 251 B1 weist eine innere und eine äußere Auskleidung mit faserverstärktem Kunststoff auf. Der Kern besteht aus einem spiralgewickeltem Stahlband, welches in eine Matrix aus Kunststoffmaterial eingebettet ist. Dieses Rohr ist jedoch in der Herstellung äußerst aufwendig und zudem durch den Stahlkern nicht zur Verbindung mit bestehenden Hausanschlüssen, insbesondere durch Kleben, geeignet, da bereits das Einbringen von Öffnungen für die Einbindung der Hausanschlüsse die Struktur und Stabilität dieses Rohres stören würde.

WO 99/08033 A1 stellt ein hochdichtes, stabiles Polymer-Glasfaser-Mischungs- Laminat für die Fluiddämmung vor, welches für spezielle Anforderungen geschaffen, jedoch auf Grund dieser Spezialisierung nicht effektiv für das Relining und insbesondere die Einbindung vorhandener Hausanschlüsse geeignet ist.

Ebenso ist bei dem in US 4 165 765 beschriebenen Rohr eine Vielzahl von Schichten, von denen ein Teil glasfaserverstärkt und ein Teil glasfaserverstärkt und Sand enthaltend ist, vorgesehen, weshalb hier ebenfalls keine Anbindung von vorhandenen Hausanschlüssen über Öffnungen im Rohrmantel realisiert werden kann, zumal es sich hierbei um ein Rohr für hohe Innendrücke handelt. Die Einbringung von seitlichen Öffnungen für Hausanschlüsse würde hier destabilisierend wirken.

Deshalb liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem zugrunde, ein Verbundrohr sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, welches ohne zusätzliche, neue oder spezielle Fertigungseinrichtungen unter Nutzung des vorhandenen Angebotes und des bekannten Sortimentes herstellbar ist, einfache und kostengünstige Verbindungen von Rohrschüssen erlaubt, einen hohen Elastizitätsmodul aufweist und in der Lage ist, die beim Relining- oder beim Berstlining Verfahren auftretenden Druckkräfte aufzunehmen sowie die Voraussetzungen zur Herstellung von qualitativ hochwertigen Klebverbindungen mit bestehenden Hausanschlüssen erfüllt.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verbundrohr aus einem äußeren Kurzrohrmodul aus thermoplastischem Kunststoff, einem GFK- Inliner und an den Enden angeordneten umlaufenden Rundringabdichtungen zur Abdichtung der Zwischenräume zwischen dem Thermoplastrohr und dem GFK- Inliner besteht.

Zur Verbindung der Rohrschüsse ist wahlweise sowohl eine Muffenverbindung als auch eine Spiegelschweißung vorgesehen. Für die Muffenverbindung weist das Verbundrohr am einen Ende einen mit Dichtungsmitteln versehenen äußeren Absatz auf, dessen radialer Außendurchmesser kleiner als der radiale Innendurchmesser eines inneren Absatzes am anderen Ende ist. Soll die Verbindung mittels Spiegelschweißung erfolgen, sind die Stirnseiten der Verbundrohre plan ausgebildet.

Die Herstellung der Verbindung der Verbundrohre mit den Seitenzuläufen der zu sanierenden Rohrleitung erfolgt in bekannter Weise bei Vermeidung einer Lagegleichheit zwischen den Verbindungsstellen der Verbundrohre und der Öffnung der Abzweigleitung, indem am Ort der jeweiligen Abzweigleitung die Verbundrohre durchbrochen, ein eventuell vorhandener Ringraum zwischen der zu sanierenden Rohrleitung und dem Verbundrohr mit einer Ringraumverpressung abgedichtet und in den Durchbruch eingefügte GFK-Hutprofile mit dem GFK- Inliner des Verbundrohres verklebt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, gewickelte industriell hergestellte GFK-Rohre in im Wasserbad erwärmte Polyäthylen- oder Polypropylen-Rohre unter Verwendung von an den Enden angeordneten umlaufenden Rundringabdichtungen zur Abdichtung der Zwischenräume zwischen dem Thermoplastrohr und dem GFK-Inliner einzuschrumpfen.

Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verbundrohres wird die Kombination der Vorzüge sowohl des Relining-Verfahrens, und zwar des klebbaren Inliners, als auch des Berstlining-Verfahrens, das heißt insbesondere der Aufrechterhaltung der ursprünglichen Funktionsfähigkeit des zu sanierenden Kanals ohne Einschränkungen bei Beibehaltung der ursprünglichen Durchmesser der zu sanierenden Kanäle, ermöglicht und gleichzeitig eine sichere und hochwertige Verbindung des sanierten Kanals mit bestehenden Seiten-Zuläufen realisierbar.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles beschrieben und die vorgenannten und weitere Vorteile näher erläutert werden.

Hierbei zeigen

Fig. 1 einen Teilschnitt durch das Verbundrohr mit Seitenzulauf bei Anwendung des Relining-Verfahrens sowie die Muffenverbindung der Verbundrohre

Fig. 2 einen Teilschnitt durch das Verbundrohr mit Seitenzulauf bei Anwendung des Relining-Verfahrens sowie die Verbindung der Verbundrohre mittels Spiegelschweißung

Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht das Verbundrohr 1 aus einem Kurzrohrmodul 2 aus thermoplastischem Kunststoff, z. B. PE oder PP. In diesem Kurzrohrmodul 2 ist ein GFK-Inliner 3 mit einem äußeren Durchmesser, der dem des inneren Durchmessers des Kurzrohrmoduls entspricht, angeordnet. Dieser GFK-Inliner 3 stabilisiert das kostengünstige dünnwandige thermoplastische Kurzrohrmodul 2, welches nur für eine geringe Druckstufe ausgelegt ist, und ermöglicht gleichzeitig die qualitativ hochwertige Klebverbindung mit den vorhandenen Hausanschlüssen.

An beiden Enden des Kurzrohrmoduls 2 sind in Randnähe am Innendurchmesser umlaufende Nuten 4 eingearbeitet. Die Nuten 4 nehmen eine Rundringabdichtung 6 auf, so daß eventuell verbleibende Hohlräume des bei der Herstellung des Verbundrohres 1 während des Zusammenfügens vorhandenen Zwischenraums zwischen dem thermoplastischen Kurzrohrmodul 2 und dem GFK-Inliner 3 nach dem Schrumpfprozeß des thermoplastischen Kurzrohrmoduls 2 sicher abgedichtet sind.

Das Kurzrohrmodul 2 weist am einen Ende einen äußeren Absatz 7 auf, dessen radialer Innendurchmesser größer als der radiale Außendurchmesser eines inneren Absatzes 8 des Kurzrohrmoduls 2 am anderen Ende ist. Auf dem inneren Absatz 8 ist eine Lippendichtung 9 angeordnet. Dadurch wird eine einfach herstellbare, dichte Muffenverbindung der einzelnen aus Verbundrohren 1 bestehenden Rohrschüsse ermöglicht.

Wie ebenfalls aus Fig. 1 ersichtlich, werden diese Rohrschüsse im Relining- Verfahren in ein zu sanierendes Abwasserrohr 10 mit einer Abzweigleitung 11 eingebracht. In bekannter Weise bei Vermeidung einer Lagegleichheit zwischen den Verbindungsstellen der Verbundrohre und der Öffnung der Abzweigleitung können am Ort der jeweiligen Abzweigleitung 11 nun die Verbundrohre 1 durchbrochen, ein eventuell vorhandener Ringraum 12 zwischen dem Abwasserrohr 10 und dem Verbundrohr 11 mit einer Ringraumverpressung 13 abgedichtet und in den Durchbruch eingefügte GFK-Hutprofile 14 mit dem GFK- Inliner 3 des Verbundrohres 1 verklebt werden.

Die Darstellung in Fig. 2 stimmt im wesentlichen mit der in Fig. 1 überein. Jedoch ist hier die Muffenverbindung der Rohrschüsse durch eine Spiegelschweißung der planen Stirnseiten der Verbundrohre ersetzt worden, wobei die Schweißnaht 5 die Rohrschüsse verbindet und gleichzeitig die Dichtung dieser Verbindung gewährleistet. Diese Art der Verbindung ist besonders vorteilhaft, wenn die Rohrschüsse große axiale Druckkräfte aufnehmen müssen und ein Ausknicken aus der Rohrachse vermieden werden soll.

Die Herstellung eines Verbundrohres 1 aus einem Kurzrohrmodul 2 aus thermoplastischem Kunststoff und einem GFK-Inliner 3 erfolgt, indem gewickelte industriell hergestellte GFK-Rohre in im Wasserbad erwärmte Polyäthylen- oder Polypropylen-Rohre eingeführt und unter Verwendung von an den Enden angeordneten umlaufenden Rundringabdichtungen 6 zur Abdichtung der Zwischenräume zwischen dem Kurzrohrmodul 2 und dem GFK-Inliner 3 eingeschrumpft werden.

Damit wird die einfache und kostengünstige Herstellung der erforderlichen Verbundrohre ohne zusätzliche, neue oder spezielle Fertigungseinrichtungen, insbesondere bei Vermeidung einer zusätzlichen mechanischen Bearbeitung des GFK-Inliners, unter Nutzung des vorhandenen Angebotes und des bekannten Sortimentes realisiert.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1

Verbundrohr

2

Kurzrohr-Modul

3

GFK-Inliner

4

Nut

5

Schweißnaht

6

Rundringabdichtung

7

äußerer Absatz

8

innerer Absatz

9

Lippendichtung

10

Abwasserrohr

11

Abzweigleitung

12

Ringraum

13

Ringraumverpressung

14

GFK-Hutprofil

Claims

1. Verbundrohr, bestehend aus thermoplastischem Kunststoff und GFK, für die Durchführung grabenloser Verfahren der Kanalsanierung von Kanälen mit einmündenden Seitenzuläufen, insbesondere mittels des Relining- oder des Berstlining-Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß in einem äußeren Kurzrohr-Modul (2) aus thermoplastischem Kunststoff ein GFK-Inliner (3) angeordnet ist und daß an den Enden zwischen äußerem Kurzrohr-Modul (2) und GFK-Inliner (3) umlaufende Rundringabdichtungen (6) zur Abdichtung der Zwischenräume vorgesehen sind.

2. Verbundrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Kurzrohr-Modul (2) am einen Ende einen äußeren Absatz (7) aufweist, dessen radialer Innendurchmesser größer als der radiale Außendurchmesser eines inneren Absatzes (8) des äußeren Kurzrohr-Moduls (2) am anderen Ende ist sowie daß auf dem inneren Absatz (8) eine Lippendichtung (9) angeordnet ist.

3. Verbundrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundrohr (1) an beiden Enden plane Stirnflächen aufweist.

4. Verbundrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Durchbruch des Verbundrohres (1) zu einer in einem zu sanierenden Abwasserrohr (10) vorhandenen Abzweigleitung (11) ein in die Abzweigleitung (11) eingeführtes GFK-Hutprofil (14) angeordnet und mit dem GFK-Inliner (3) des Verbundrohres (1) verklebt ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres aus einem Kurzrohrmodul aus thermoplastischem Kunststoff und einem GFK-Inliner, dadurch gekennzeichnet, daß gewickelte industriell hergestellte GFK-Rohre in im Wasserbad erwärmte dünnwandige Polyäthylen- oder Polypropylen-Rohre, die für eine geringe Druckstufe ausgelegt sind, eingeführt und unter Verwendung von an den Enden angeordneten umlaufenden Rundringabdichtungen (6) zur Abdichtung der Zwischenräume zwischen dem Kurzrohrmodul (2) und dem GFK-Inliner (3) eingeschrumpft werden.