DE19831190C1 - Vorrichtung und Verfahren zum Längsunterteilen erdverlegter Rohre - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Längsunterteilen, insbesondere Längsschlitzen erdverlegter Rohre und zum gleichzeitigen grabenlosen Einziehen einer neuen Rohrleitung, besteht aus einem Wagen in Gestalt eines Rahmens, in dem übereinander eine Schneidscheibe zum Auftrennen der Rohrwandung und eine als Widerlager dienende, sich an der Rohrwandung abstützende Stützrolle angeordnet sind. Der Wagen bzw. Rahmen besitzt einen Sockel, der formschlüssig in ein rahmenartiges Fenster eines Zug- und/oder Schubgestänges eingreift.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Längsunterteilen erdverlegter Rohre insbesondere aus duktilen Werkstoffen wie Stahlrohre, Schleudergußrohre aus Gußeisen mit Kugelgraphit und Kunststoffrohre.

Das grabenlose Erstverlegen von Rohrleitungen im Erd­ reich und das zerstörende Ersetzen erdverlegter Rohrlei­ tungen haben sich in den letzten Jahrzehnten mehr und mehr in die Praxis eingeführt. Dabei kommen selbstge­ triebene und/oder gezogene Geräte zur Verwendung, die mit Werkzeugen zum Zerstören einer zu ersetzenden Rohr­ leitung ausgestattet sein können. Das Zerstören spröder Rohre bietet im allgemeinen keine besonderen Schwierig­ keiten, weil sich derartige Rohre aufbrechen und die Bruchstücke seitlich ins Erdreich verdrängen oder abför­ dern lassen.

Schwieriger ist hingegen das zerstörende Ersetzen von Rohren aus zähen Werkstoffen, beispielsweise Stahl-, Stahlguß- und Kunststoffrohre, die sich infolge ihrer Zähigkeit nicht zertrümmern lassen. In diesen Fällen bietet sich ein Zerstören durch Schneiden an, das jedoch bei Muffenrohren oder mit Reparaturschellen versehenen Rohren wegen der hier zum Auftrennen erforderlichen ho­ hen Schneidkräfte und Reibkräfte auf Schwierigkeiten stößt.

Aus der US-Patentschrift 5 439 320 ist bereits ein sta­ tisches Verfahren bekannt, bei dem ein Rohrschneider in Gestalt eines mit zwei Schneidscheiben ausgestatteter Rahmen mit Hilfe eines Rohrgestänges durch das zu zer­ störende Rohr gezogen wird. Zwischen den beiden Schneid­ scheiben ist in dem Rahmen ein Doppelkonus angeordnet, dessen größter Durchmesser größer sein kann als der In­ nendurchmesser des Rohres. Dieser Doppelkonus dient dazu, das Gerät in dem Altrohr zu führen und gleichzei­ tig das von der in Bewegungsrichtung vor ihm befindli­ chen Schneidscheibe geschlitzte Rohr aufzubiegen, wäh­ rend die hinter dem Doppelkonus befindliche Schneid­ scheibe so in dem Rahmen angeordnet ist, daß sie die an­ dere Schneidscheibe radial überragt und daher in der Lage ist, eine Muffenverbindung mit ihrem größeren Aussendurchmesser als das Rohr aufzutrennen; sie folgt dabei einer von der ersten Schneidscheibe geschaffenen Rille im Bereich der Muffenverbindung. Mit dem rückwär­ tigen Ende des Rahmens ist zudem ein konischer Aufweit­ kopf verschraubt, der das längsgeschlitzte Rohr weiter aufweitet und gleichzeitig ein neues Rohr einzieht.

Nachteilig ist bei diesem Gerät die große Wandreibung zwischen dem Führungskonus und der Rohrwandung, die nicht nur hohe Zugkräfte erfordert, sondern auch bei stark verschmutzten bzw. teilweise zugesetzten Rohren zu einem Festfressen führen kann. Eine solche Mantelreibung vermeidet ein aus der US-Patentschrift 4 903 406 bekann­ tes Gerät, bei dem eine Schneidscheibe in einem Rahmen zwischen zwei drehbar gelagerten Stützscheiben angeord­ net ist. Der Rahmen ist einerseits mit einem Zuggestänge und andererseits mit einem Aufweitkonus verschraubt, dem ein Nachziehrohr folgt. Das Verschrauben ist zeitaufwen­ dig und kann bei verschmutzten oder beschädigten Gewin­ den schwierig sein.

Da die Stützscheiben in einem verhältnismäßig großen Ab­ stand voneinander angeordnet sind, besitzt der Rahmen eine verhältnismäßig große Länge und unterliegt ange­ sichts des verhältnismäßig großen Abstandes zwischen der Schneidscheibenachse und den Stützscheibenachsen erheb­ lichen Biegekräften.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Rohr­ schneider oder -brecher zu schaffen, der einfach aufge­ baut ist, hohen Belastungen standhält und sich auf ein­ fache Weise mit einem Gestänge verbinden läßt.

Dieses Problem findet seine Lösung in einer Vorrichtung mit einem Wagen, in dem übereinander mindestens jeweils eine drehbare Schneidscheibe zum Längsunterteilen, ins­ besondere Längsschlitzen eines Rohrs und eine Stützrolle angeordnet sind und der formschlüssig mit einem Zug- und/oder Schubgestänge verbunden ist. Unter den Begriff Schneidscheiben fallen auch solche Scheiben, welche die Rohrwandung aufbrechen.

Die formschlüssige Verbindung läßt sich mit Hilfe einer Steckverbindung erreichen, bei der beispielsweise ein Sockel des Wagens hinter einen Absatz am Gestänge oder in eine komplementäre Öffnung, vorzugsweise ein recht­ eckiges Fenster des Gestänges eingreift. In dem Sockel kann die Stützrolle vorzugsweise senkrecht unter der Schneidrolle gelagert sein, so daß sich eine äußerst kompakte und stabile Verbindung zwischen dem Wagen und dem beispielsweise rahmenartigen Fenster mit der darüber angeordneten Schneidscheibe ergibt.

Die Stabilität des Systems Wagen/Gestänge erhöht sich noch, wenn beiderseits der Schneidscheibe oder auch meh­ rerer Schneidscheiben Ausleger angeordnet sind und diese am Gestänge anliegen. Auf diese Weise ergibt sich eine hohe Kippsicherheit auch wenn sich der Wagen mit der Schneidscheibe nur auf einer einzigen Rolle abstützt.

Ein rahmenartiges Fenster und ein entsprechend kontu­ rierter Sockel verhindern auch ein Verdrehen der Schneidscheibe um eine zum Gestänge senkrechte Achse und daher auch ein Verklemmen der Schneidscheibe in dem von ihr geschaffenen Schlitz. Die Schneidscheibe bewegt sich daher geradlinig und dementsprechend mit verhältnismäßig geringer Reibung durch die Rohrwandung bzw. den von ihr geschaffenen Schlitz.

Der Wagen kann auch mit mehreren in der Höhe hinterein­ ander gestaffelt angeordneten Schneidscheiben versehen sein, denen jeweils eine besondere Funktion zukommt. So kann die in Bewegungsrichtung vordere Scheibe dazu die­ nen, die Rohrwandung aufzutrennen, während die ihr fol­ gende Schneidscheibe so angeordnet ist, daß sie die vor­ dere Schneidscheibe radial überragt und daher in der Lage ist, eine Rohrmuffe aufzutrennen. Eine dritte, die beiden vor ihr angeordneten Schneidscheiben radial über­ ragende Schneidscheibe kommt dann die Aufgabe zu, das Rohr umgreifende schwere Reparaturschellen bzw. -muffen aufzutrennen bzw. ganz aufzutrennen.

Bei der Verwendung mehrerer Schneidscheiben braucht nicht jeder Schneidscheibe eine Stützrolle zugeordnet zu sein, wenngleich dies aus statischen Gründen von Vorteil ist.

Der Schneidwagen kann mit einem ihm folgenden Aufweit­ körper verbunden sein, mit dessen Hilfe das längsunter­ teilte Rohr gespreizt bzw. aufgebogen wird. Der Aufweit­ körper und/oder der Schneidwagen können auch mit Messer­ schneiden versehen sein. Auf diese Weise ist es möglich, auch ältere Rohrleitungen, die häufig Leitungsabschnitte aus unterschiedlichen Werkstoffen aufweisen, in Längs­ richtung zu unterteilen.

Des weiteren besteht auch die Möglichkeit mehrere Schneidwagen hintereinander anzuordnen und miteinander oder jeweils mit dem Gestänge zu verbinden.

Eine einfache Montage und Demontage der Schneidscheiben und/oder Stützrollen ergibt sich, wenn diese auf losen T-förmigen Steckzapfen angeordnet sind, die vom Rahmen des Fensters im Gestänge, in dem der Sockel mit den Steckzapfen angeordnet ist, in situ gehalten werden.

Um die beim Längsunterteilen erforderliche Zugkraft ge­ ring zu halten, kann die Schneidscheibe wie ein Kreissä­ geblatt konturiert sein, d. h. Zähne aufweisen, deren Rücken als Schneide ausgebildet ist und die Rohrwandung von innen her aufhebelnd trennt. Infolge der Exzenter­ wirkung der Zähne sind die an der Rohrwandung angreifen­ den Kräfte sehr groß, so daß die zur Verfügung stehende Zugkraft optimal genutzt wird bzw. im Vergleich zu einer Kreisscheibe geringer sein kann. Speziell bei starken Reparaturmuffen ist das von enormer Wichtigkeit. Wenn der Schneidwagen mit einer verzahnten Scheibe ausge­ rüstet ist, so kommt ein Zahn zum Anliegen an der Stirn­ seite der Rohrleitung. Wird dieser Schneidwagen nun durch die Rohrleitung gezogen oder geschoben, so muß sich die Schneidrolle dabei zwangsläufig drehen. Durch diese Zwangsdrehung der Schneidrolle dreht sich der fol­ gende Schneidzahn schneidend oder brechend in die Rohr­ wandung und schafft so einen Schlitzanfang.

Das den Schneidwagen aufnehmende Gestänge ist vorteil­ hafterweise mit einem Aufweitkörper verbunden, der auf einem Ziehkopf angeordnet sein kann. Dieser Ziehkopf kann des weiteren eine Stützhülse tragen und mit einem Nachziehrohr verbunden sein.

Das Gestänge besteht vorteilhafterweise aus Leiterab­ schnitten, bei denen die Längsholme und die Sprossen Fenster bilden, in die sich ein entsprechend dimensio­ nierter Sockel des Schneidscheibenwagens ohne Schwierig­ keiten einstecken läßt. Eine besondere Sicherung der Steckverbindung ist dabei nicht unbedingt erforderlich, weil die Wandung der in der Erde verlegten Rohrleitung das Gestänge und den Schneidscheibenwagen zusammenhält.

Ein solches Gestänge mit einem Schub-Zug-Antrieb für dessen schrittweise Bewegung durch ein im Erdreich ver­ legtes Rohr ist in der deutschen Patentschrift 196 08 980 beschrieben, deren Inhalt als Bestandteil dieser Be­ schreibung gelten soll.

Zum Längsunterteilen einer im Erdreich verlegten Rohr­ leitung und zum Einziehen eines neuen Rohrs eignet sich vorzugsweise ein Verfahren, bei dem von einem Start­ schacht aus ein Gestänge durch die Rohrleitung bis zu einem Zielschacht geschoben und das Gestänge dort mit einem Schneidgerät, beispielsweise einem Schneidgerät mit nach unten weisender Schneide versehen sowie zusam­ men mit einem nachgeschalteten Aufweitkörper und einem Nachziehrohr zum Zielschacht zurückbewegt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispielen des näheren er­ läutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Schneidscheibenwagen mit Gestänge im Be­ reich einer Muffenverbindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das aufzutrennende Rohr nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schneidscheibenwagen mit mehreren Schneidscheiben,

Fig. 4 eine kreissägeblattartige Schneidscheibe mit mehreren Schneiden,

Fig. 5 ein Gestänge mit Schneidscheibenwagen, Aufweit­ körper und Nachziehrohr und

Fig. 6 einen der Darstellung in Fig. 5 entsprechenden vergrößerten Längsschnitt durch das mit einem Ziehkopf verbundene Gestänge.

In einer Rohrleitung 1 mit einer Muffe 2 befindet sich ein mit einem Zug- und/oder Schubgestänge 3 verbundener Wagen 4. Das Gestänge 3 besteht aus leiterförmigen Ab­ schnitten mit Längsholmen 5 und Sprossen bzw. Querstre­ ben 6, die über eine Steckverbindung formschlüssig mit­ einander verbunden sind. Der Wagen 4 besteht aus Seiten­ wangen 7 und diese verbindenden Auslegern 8, zwischen denen auf einer Steckachse 9 eine Schneidscheibe 10 drehbar gelagert ist. Die Seitenwangen 7 bilden unter­ halb der Schneidscheibe 10 einen Sockel 11, in dem auf einem Steckzapfen 12 eine Stützrolle 13 gelagert ist. Die Steckzapfen 9, 12 liegen senkrecht übereinander und besitzen jeweils einen Flansch 14, 15, der in situ an einem der Holme 5 des Gestänges 3 anliegt und auf diese Weise gesichert ist.

Wie sich aus der Darstellung in Fig. 3 ergibt, können zwischen den Wangen 7 auch mehrere Schneidscheiben 10, 16, 17 in der Höhe gestaffelt hintereinander angeordnet sein, so daß die mittlere Schneidscheibe 16 die vordere Schneidscheibe 10 sowie die hintere Schneidscheibe 17 die beiden vor ihr befindlichen Schneidscheiben 16, 10 überragt. Dabei dient die vordere Schneidscheibe 10 dazu, die normale Rohrwandung zu zerteilen, während die beiden dahinter befindlichen Schneidscheiben 16, 17 ent­ sprechend der Darstellung in Fig. 3 funktionslos blei­ ben, bis die mittlere Schneidscheibe 16 auf eine Muffen­ verbindung stößt und die in Fig. 3 nicht dargestellte Glockenmuffe (vgl. Fig. 1) auftrennt, während die vor­ dere Schneidscheibe 10 das in die Muffe hineinragende Rohrende zerteilt und die hintere Schneidscheibe 17 funktionslos bleibt. Diese Schneidscheibe kommt nur dann zur Wirkung, wenn das Rohr von einer Reparaturschelle umgeben ist, die dann von der mittleren Schneidscheibe 16 vorgeschnitten und von der hinteren Schneidscheibe 17 gänzlich durchtrennt wird.

Jeder Schneidscheibe 10, 16, 17 ist ein Sockel 18, 19, 20 mit einer Stützrolle 21, 22, 23 zugeordnet, der zwi­ schen je zwei Streben 6 des Leitergestänges 3 eingreift. Die Holme 5 und die Querstreben 6 bilden ein rechtecki­ ges Fenster, in das der Sockel 11 formschlüssig ein­ greift, so daß sich insgesamt eine wenig aufwendige, sehr stabile Verbindung von Schneidwagen und Gestänge ergibt.

Eine besonders hohe Schneidkraft ergibt sich, wenn die Schneidscheibe entsprechend der Darstellung in Fig. 4 nach Art eines Kreissägeblatts 24 oder Scheibenfräsers mit Zähnen 25 ausgebildet ist. Dabei ist der Zahnrücken 26 als Schneide 26 ausgebildet, die als Hebel wirkt und die Rohrwandung von innen nach außen aufschneidet, wenn sich das Gestänge mit dem Wagen entsprechend dem Pfeil 27 nach rechts in Fig. 4 bewegt.

Das Gestänge 3 ist an seinem rückwärtigen Ende mit einem Ziehkopf 28 verbunden, auf den hintereinanderliegend ein Aufweitkörper 29 und eine Stützhülse 30 lose aufgesteckt sind. Die Stützhülse 30 liegt mit einer konischen Innen­ schulter 31 an einem entsprechend konisch gestalteten Flansch 32 des Ziehkopfes 28 an und besitzt eine rohr­ förmige Verlängerung 33, in die das vordere Ende eines Nachziehrohrs 34 ragt, das über eine Kupplung 35 mit ei­ nem Querbolzen 36 des Stützkörpers 30 gelenkig verbunden ist.

Das vordere Ende des Ziehkopfes 28 ist mit zwei paralle­ len Laschen 37 versehen, zwischen denen sich mit Abstand voneinander zwei umgekehrt L-förmige Sprossen 38, 39 er­ strecken (vgl. Fig. 6). Über die Sprosse 39 greift klau­ enartig das mit einer umgekehrt L-förmigen Ausnehmung 40 versehene komplementäre freie Ende des Gestänges 3, das zudem mit einer Nase 41 die Sprosse 38 untergreift. Auf diese Weise ergibt sich eine einfache Steckkupplung, die genauso beschaffen ist wie die Steckkupplungen zwischen den einzelnen Abschnitten des Gestänges 3.

Nähere Einzelheiten des Gestänges und des Gestängean­ triebs sowie der Betriebsweise des Gestänges ergeben sich aus der deutschen Patentschrift 196 08 980 und der älteren deutschen Patentanmeldung 198 17 873.5.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in der Weise ein­ gesetzt, daß in die zu ersetzende Rohrleitung 1 zunächst von einer Seite her, beispielsweise ausgehend von einem üblichen Revisionsschacht das Gestänge 3 in die Rohrlei­ tung eingeschoben und im Zielschacht mit dem Schneidwa­ gen 4 versehen sowie mit dem Ziehkopf 28 gekuppelt wird. Alsdann wird das Gestänge schrittweise in den Start­ schacht zurück bewegt. Dabei zerteilt die Schneidscheibe 10 die Rohrleitung 1 und biegen der Aufweitkopf 29 und der konische vordere Teil des Stützrohrs 30 unter gleichzeitiger seitlicher Verdrängung des Erdreichs das geschlitzte Rohr zu etwa einem Viertel schalenförmig so­ weit auf, daß sich das Nachziehrohr 34 mühelos einziehen läßt. Dabei ist der Schneidwagen 4 vorzugsweise so ange­ ordnet, daß die Schneidscheibe 10 nach unten weist, so daß das geschlitzte und aufgebogene Rohr schalenförmig das Neu- bzw. Nachziehrohr umgreift. Auf diese Weise schützt das aufgebogene Altrohr das Neurohr vor einer Beschädigung beispielsweise bei Bodenarbeiten mit einem Bagger. Außerdem verhindert ein nach unten offenes Al­ trohr das Eindringen von Erdreich in dessen Inneres.

Claims (22)

1. Vorrichtung zum Längsunterteilen erdverlegter Rohre mit

• 1. einem Wagen (4),
• 2. in dem übereinander mindestens jeweils eine drehbare Schneidscheibe (10) und eine Stütz­ rolle (13) angeordnet sind, und
• 3. einem mit dem Wagen formschlüssig verbundenen Zug- und/oder Schubgestänge (3).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (4) mit einem Sockel (11) an einem komplementären Absatz (5, 6) des Gestänges (3) ein­ greift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein rechteckiges Fenster (5, 6) für den Sockel (11).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stützrolle (13) in dem Sockel (11) gelagert ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Wagen (4) beiderseits der Schneidrolle (10) mit je einem Ausleger (8) ver­ sehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleger (8) am Gestänge (3) anliegen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ge­ kennzeichnet durch mehrere, in der Höhe gestaffelt hintereinander angeordnete Schneidscheiben (10, 16, 17).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wagen (4) paarweise jeweils mehrere Schneidscheiben (10, 16, 17) und Stützrollen (21, 22, 23) hintereinander angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schneidscheibenachsen (9) mit un­ terschiedlichem Abstand zum Gestänge (3) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schneidscheiben (10, 16, 17) einen unterschiedlichen Durchmesser besit­ zen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schneid­ scheibe (24) mit Zähnen (25, 26) versehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schneidscheiben (10, 16, 17) und/oder die Stützrollen (13, 21, 22, 23) auf losen Steckachsen (9, 12) angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steckachsen (9, 12) mittels der Längs­ holme (5) eines Leitergestänges (3) in situ gehalten werden.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gestänge (3) mit einem Aufweitkörper (29, 30) verbunden ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gestänge (3) mit einem Ziehkopf (28) verbunden ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß der Aufweitkopf (29, 30) auf dem Ziehkopf (28) angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf dem Ziehkopf (28) eine Stütz­ hülse (30, 33) angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß der Wagen (4) und/oder der Aufweitkopf (29, 30) mit in Längsrichtung weisenden Messerschneiden versehen sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ziehkopf (28) mit ei­ nem Nachziehrohr (34) verbunden ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gestänge (3) oder der Aufweitkörper (29, 30) mit einem Nachziehrohr (34) verbunden ist.

21. Verfahren zum Längsunterteilen einer im Erdreich verlegten Rohrleitung und zum Einziehen eines neuen Rohres, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Start­ schacht aus ein Gestänge durch die Rohrleitung bis zu einem Zielschacht geschoben und das Gestänge dort mit einem Schneidgerät versehen sowie zusammen mit einem nachgeschalteten Aufweitkörper und einem Nachziehrohr zum Zielschacht zurückbewegt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge im Zielschacht mit einem Schneidwa­ gen mit nach unten weisender Schneide versehen wird.