DE4103847A1 - Verfahren und vorrichtung zum auskleiden von langgestreckten oeffnungen mit kreisfoermigen und nicht kreisfoermigen querschnitten, insbesondere fuer den kanal- und tunnelbau - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum auskleiden von langgestreckten oeffnungen mit kreisfoermigen und nicht kreisfoermigen querschnitten, insbesondere fuer den kanal- und tunnelbauInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Auskleiden von langgestreckten Öffnungen durch ein Wickelband, wobei
durch eine Wickeleinrichtung Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern
und Querschnitten, vorwiegend mit Kreis- und Eiquerschnitten, erzeugt
werden.
Aus der DE-OS 24 42 357 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die
Wände des mit einer Vortriebsmaschine aufgefahrenen Tunnels während
des Vortriebs mit einer aus einem weichen Band gebildeten
wendelförmigen Wicklung ausgekleidet werden. Diese Einrichtung ist in
der Lage, im wesentlichen kreisrunde Querschnitte auszukleiden. Die
einzelnen Windungen überlappen sich im Bereich der Seitenkanten, sie
werden aber nicht durch eine feste Verbindung zusammengefügt.
In dem deutschen Gebrauchsmuster 89 13 689 ist ein Verfahren
angegeben, bei dem über Druckrollen, sogenannte Walzen, durch einen
Fügevorgang im Bereich der Seitenkanten ein fest zusammengefügtes
Wickelrohr entsteht. Hierbei wird der das Wickelrohr bildende
Streifen durch diese Walzen gegen eine zylindrische Hülse gedrückt,
deren Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des zu bildenden
Rohres entspricht. Der Nachteil dieser Einrichtung ist, daß der
entstehende Ringraum nachträglich verfüllt werden muß und nur ein
kreisförmiges Rohr mit konstantem Durchmesser gewickelt wird.
Die gleichen Nachteile treffen auch für eine Einrichtung entsprechend
der deutschen Offenlegungsschrift 38 38 537 zu. Hier wird
vorgeschlagen, im Schutze des Schildschwanzes bzw. des Nachläufers
einer Vortriebsmaschine ein Insitu-Rohr im Wickelverfahren
herzustellen.
Die Auskleidung nicht kreisförmiger Querschnitte, insbesondere von
Eiprofilen, um z. B. defekte Leitungen zu sanieren, wird bei
begehbarem Querschnitt durch Platten oder Formteile vorgenommen. Im
Bereich der nicht begehbaren Querschnitte werden z. B. Schläuche
eingezogen, die durch Innendruck an die Außenwand gepreßt werden.
Diese Verfahren eigenen sich nicht für die Neuverlegung; hier werden
die Leitungen in der sogenannten offenen Bauweise mit den
Beeinträchtigungen für Verkehr und Umwelt verlegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl zur Abdichtung
defekter Leitungen als auch zum Bau neuer Leitungen Auskleidungen mit
unterschiedlich großen und nicht kreisförmigen Querschnitten zu
schaffen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zunächst in bekannter Weise
einer Wickeleinrichtung konstant ein Wickelband zugeführt und
spiralförmig zu einer Auskleidung gewickelt wird. Das Heranführen des
als Spirale geformten Wickelbandes in einem Schraubengang erfolgt wie
in der deutschen Anmeldung P 39 21 920.8, in dem das Profilband durch
die Rotation eines mit einem Schraubengang versehenen Doppelrohres in
Verbindung mit einer Verschubrolle sowie einer Gegenrolle vorwärts
transportiert und einer Fügestelle zugeführt wird, in der es über
eine Druckrolle zusammengefügt und gegen eine Schildschwanzdichtung
gedrückt wird. Die Besonderheit bei der hier vorgestellten Lösung
besteht nun darin, daß der Schildschwanz nicht mehr nur kreisförmige
Querschnitte aufweist, sondern entsprechend den auszukleidenden
Querschnitten geformt ist. Daraus ergibt sich dann die Forderung, daß
die Druckrolle nicht mehr auf einer Kreisbahn bewegt, sondern der
Querschnittsform des Schildschwanzes nachgeführt werden muß. Dies
erfolgt dadurch, daß die Druckrolle auf beweglichen Stützen gelagert
ist, so daß sie entsprechend der Querschnittsveränderung ein- oder
ausgefahren werden.
Nach Austritt des gewickelten Rohres aus dem Schildschwanz wird es
durch Kalibrierrollen, die ebenfalls auf beweglichen Stützen gelagert
sind, auf die endgültige Form erweitert, d. h. es können so über eine
entsprechende Anstellung der Kalibrierrollen unterschiedliche
Öffnungen ausgekleidet werden, wobei sich der Unterschied sowohl auf
den Durchmesser als auch auf die Querschnittsform bezieht, z. B.
Auskleidung eines unterschiedlich großen Eiprofils. Dabei kann aber
auch ein definierter Ringraum eingestellt werden. Die Nachführung der
Druckrollen und der Kalibrierrollen erfolgt entweder durch elastische
Elemente, wie z. B. Federn, die einen gewissen Druck ausüben, oder
durch einen gesteuerten Druckaufbau oder durch einen gesteuerten Weg.
Das Wickeln unterschiedlicher Durchmesser und Querschnittsformen
erfordert auch einen unterschiedlichen Vorschub des Wickelbandes.
Deswegen wird ein vom Wickelkäfig unabhängiger Antrieb für das
Wickelband vorgesehen. Dieser könnte wie in der europäischen
Patentschrift 00 11 916 (Fig. 15) ausgebildet sein. Eine solche
Ausführung hat aber den Nachteil, daß der Antrieb sich auf dem
drehenden Wickelkäfig befindet, was besonders nachteilig für die
Energieversorgung und die Steuerung ist. Eine Vereinfachung wird
dadurch erreicht, daß die Vorschubrolle über ein umlaufendes Zahnrad
angetrieben wird, in der Form eines Überlagerungsgetriebes.
Eine weitere Besonderheit der Lösung zur Heranführung des als Spirale
geformten Wickelbandes bis zur Antriebsrolle besteht darin, daß die
Zuführung in einem Kanal erfolgt, der nach innen mit Rollen versehen
ist, deren Achsen senkrecht zum Wickelband verlaufen und der seitlich
und nach außen mit glatten Wänden versehen ist, wobei die Rollen die
Reibungskräfte beim Heranführen vermindern und die geschlossenen
Wände das Einfädeln des Wickelbandes erleichtern sollen.
Eine weitere Besonderheit bezüglich des Einfädelvorganges besteht in
seitlichen Führungselementen, die im Bereich zwischen Vorschubrolle
und Andruckrolle, an der das Band gefügt wird, angeordnet sind. Diese
Führungselemente fixieren beim Einfädelvorgang das Band seitlich auf
seiner Bahn, bis es die Andruckrolle erreicht hat. Beim weiteren
Einfädelvorgang wird durch das Wickelband kontinuierlich ein Rohr
erzeugt, das sich drehend an dem noch stehenden Wickelkäfig entlang
bewegt. Damit nun aber diese seitlichen Führungselemente das Rohr in
seiner Bewegung nach hinten während des Einfädelns nicht behindern,
werden sie durch den Anfang des Bandes, das das Wickelrohr bildet,
gegen eine gewisse Federkraft radial nach innen gedrückt.
Eine Wickeleinrichtung, die für das Sanieren von undichten Kanälen
eingesetzt wird, kann aus folgenden Baukomponenten bestehen:
Vorschub- und Verspanneinheit, Antriebseinheit, Wickelkäfig. Diese Komponenten sind prinzipiell auch in dem deutschen Gebrauchsmuster 89 13 689 zu erkennen. Da jedoch bei vorgegebenen Baulängen des Wickelkäfigs für eine gewünschte Durchmesserveränderung vom Wickelband her Grenzen gesetzt sind, wird vorgeschlagen, daß durch eine einfache Austauschbarkeit des Wickelkäfigs der Anpassungsbereich an unterschiedliche Durchmesser und für unterschiedliche Querschnitte erweitert wird. Der Austausch kann sich natürlich auch auf die Vorschub- und Verspanneinheit beziehen. Dabei bleibt aber die aufwendige Antriebseinheit unverändert.
Vorschub- und Verspanneinheit, Antriebseinheit, Wickelkäfig. Diese Komponenten sind prinzipiell auch in dem deutschen Gebrauchsmuster 89 13 689 zu erkennen. Da jedoch bei vorgegebenen Baulängen des Wickelkäfigs für eine gewünschte Durchmesserveränderung vom Wickelband her Grenzen gesetzt sind, wird vorgeschlagen, daß durch eine einfache Austauschbarkeit des Wickelkäfigs der Anpassungsbereich an unterschiedliche Durchmesser und für unterschiedliche Querschnitte erweitert wird. Der Austausch kann sich natürlich auch auf die Vorschub- und Verspanneinheit beziehen. Dabei bleibt aber die aufwendige Antriebseinheit unverändert.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, die Baukomponenten in ihrer Länge so
zu bemessen, daß sie in herkömmlichen Einstiegschächten abgelassen
und auf der Schachtsohle montiert werden können.
Es wurde bereits erwähnt, daß das Wickelband als Spirale herangeführt
wird. Aus diesem Grunde ist für die sich außerhalb des
Einstiegschachtes befindliche Speicherspule eine Verdreheinrichtung
vorgesehen, die durch die Bewegungsabläufe, Abziehen von der Spule
und Verdrehen der Spule, die für das Wickelrohr erforderliche Spirale
des Wickelbandes erzeugt.
In der deutschen Patentanmeldung 39 21 920.8 wird für eine
Wickeleinrichtung in Verbindung mit einer Tunnelvortriebsmaschine
eine Drehdurchführung für die Durchleitung von Ver- und
Entsorgungsleitungen aus der durch das Wickelband gebildeten Spirale
vorgeschlagen. Diese Drehdurchführung kann bei der Sanierung von
Leitungen in ähnlicher Form auch für die Durchleitung der sich in der
Leitung befindlichen Medien, z. B. Abwasser, vorgesehen werden.
Weiter weist die Wickeleinrichtung eine Abstützung der Verspann- und
Vorschubeinrichtung auf, die erforderlich wird, wenn die
Vorschubeinheit bei eingezogener Verspanneinheit vorgeschoben wird.
In den folgenden Figuren ist als ein Ausführungsbeispiel eine
Wickeleinrichtung zum Sanieren von Kanälen dargestellt.
Es zeigt
Fig. 1 ein Längsschnitt,
Fig. 2 eine Ansicht von hinten.
Die Wickeleinrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus den Komponenten
Vorschub- und Verspanneinheit (1), Antriebseinheit (2) und
Wickelkäfig (3). Mit (4) sind Spannelemente bezeichnet, die durch
hydraulische oder pneumatische Beaufschlagung erweitert werden und
sich in dem zu sanierenden Kanal (5) verspannen. Der Vorschub erfolgt
über Hydraulikzylinder (6), die Führung erfolgt über eine
Teleskopführung (7). Die Antriebseinheit (2) enthält den
Antriebsmotor (8) für den Wickelkäfig (3) und den Antriebsmotor (9),
der über ein Ritzel (10) und ein umlaufendes Zahnrad (11) die
Antriebsrolle (12) für das Wickelband (13) antreibt. Der
Antriebsrolle (12) gegenüber liegt die Gegenrolle (14). Die
Verlängerung des Gehäuses (15) für die Antriebseinheit (2) bildet der
Schildschwanz (16).
Der Wickelkäfig (3) weist eine Lagerung (17) auf, über die er an der
Antriebseinheit (2) befestigt ist. Die Druckrolle ist mit (18)
bezeichnet. Sie ist auf beweglichen Stützen (19) gelagert und wird
durch Federn (20) angepreßt. Die Kalibrierollen (21) bewirken durch
ihre Schrägstellung und durch die Nachführung über bewegliche Stützen
(19) und Federn (20), daß das aus dem Wickelband (13) entstandene
Wickelrohr (22) erweitert wird und zur Anlage an dem zu sanierenden
Kanal (5) gelangt. Der das Wickelband (13) führende Kanal (23)
besteht aus den Seitenwänden (24) und der nach außen weisenden Wand
(25) sowie den Führungsrollen (26). Die seitlichen Führungselemente
(27) zwischen Andruckrolle (18) und Antriebsrolle (12) werden über
Federelemente (28) radial nach außen gedrückt. Die Abstützung für die
Verspann- und Vorschubeinheit (1) ist mit (29) bezeichnet.
In der Ansicht von hinten - gemäß Fig. 2 - ist eine Ausführung
dargestellt, bei der der zu sanierende Kanal (5) aus einem Betonrohr
mit Eiprofil (30) besteht; Das Wickelband (13) wird durch zwei
Kalibrierrollen (21) und den zugehörigen beweglichen Stützen (19) eng
an die Wandung des Kanals (5) angedrückt. Das als Spirale zugeführte
Wickelband (13) befindet sich in dem Kanal (23).
Claims (10)
1. Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer gewickelten
Auskleidung für unterschiedlich große und beliebig geformte
Querschnitte, insbesondere für den Kanal- und Tunnelbau und deren
Auskleidung, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine nachgeführte
Andruckrolle (18), die auf einem sich drehenden Wickelkäfig (3)
angeordnet ist, innerhalb eines beliebig geformten Schildschwanzes
(16) und durch nachgeführte Kalibrierrollen (21) innerhalb einer
beliebig geformten langgestreckten Öffnung aus einem Wickelband
(13) ein Wickelrohr (22) mit unterschiedlichem Durchmesser und
beliebiger Querschnittsform gebildet wird.
2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nachführung der Andruckrolle (18) und der Kalibrierrollen
(21) über bewegliche Stützen (19) und durch elastische Elemente
(20) erfolgt oder durch einen gesteuerten Druckaufbau oder
angesteuerten Weg.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die das Wickelband (13) antreibende Vorschubrolle (12) über
ein umlaufendes Zahnrad (11) in Form eines Überlagerungsgetriebes
angetrieben wird.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zufuhr des Wickelbandes (13) in einem Kanal (23) erfolgt,
der nach innen mit Rollen (26) versehen ist, deren Achsen
senkrecht zum Wickelband (13) verlaufen und der seitlich und nach
außen mit glatten Wänden (24, 25) versehen ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Wickelband (13) im Bereich zwischen Vorschubrolle (12) und
Andruckrolle (18) durch radiale, nach innen verschiebbare
Führungselemente (28) geführt wird.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, bestehend aus den
Baukomponenten, Vorschub- und Verspanneinheit (1),
Antriebseinheit (2) und Wickelkäfig (3), dadurch gekennzeichnet,
daß durch Austausch des Wickelkäfigs (3) und der Vorschub- und
Verspanneinheit (1) der Anpassungsbereich für unterschiedliche
Durchmesser und unterschiedliche Querschnitte erweitert wird.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Baukomponenten in ihrer Länge so bemessen sind, daß sie
in herkömmlichen Einstiegschächten abgelassen werden können und
auf der Schachtsohle montierbar sind.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
sich außerhalb des Einstiegschachtes eine verdrehbare
Speicherrolle befindet.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Drehdurchführung zur Durchleitung der sich in der
Leitung befindlichen Medien durch die das Wickelband (13)
bildende Spirale vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Abstützung (29) der Vorschub- und Verspanneinrichtung
(1) erfolgt.
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1992
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