DE10155154C2 - Vorrichtung und Verfahren zum grabenlosen Austauschen von Leitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum grabenlosen Austauschen von Leitungen, insbesondere von Erdkabeln und durchmes­ serkleinen Versorgungsleitungen.

Aus der DE 195 04 484 C1 ist bereits ein Gerät zum Entfernen des ein oder mehrere unterirdisch verlegte Kabel umgebenden Erdreiches bekannt. Das Gerät besteht im wesentlichen aus einem Spülbohrkopf mit Düsen für die Spülflüssigkeit. Der Bohrkopf ist ringförmig ausgebildet und wird mittels eines exzentrisch mit dem Bohrkopf verbundenen Gestänges zum Freispü­ len des Kabels über das Kabel bewegt. Das rohrförmige Gestänge besteht aus einzelnen miteinander verschraubten Abschnitten und dient in üblicher Weise neben dem Vorschub des Bohrkopfes auch der Zuführung der Spül­ flüssigkeit. Derartige Gestänge sind vom Werkstoff her und wegen der Not­ wendigkeit, die Gestängeabschnitte mit einem Gewinde zu versehen und miteinander zu verschrauben, teuer und arbeitsaufwendig.

Aus DE 693 29 551 T2 ist eine gelenkte, selbstangetriebene Bohrvorrich­ tung bekannt. Diese selbstangetriebene Bohrvorrichtung ist über einen Schlauch mit einer Druckmittelquelle verbunden. Dieser Schlauch ist torsi­ onssteif ausgebildet und erlaubt es, die Bohrspitze der selbstangetriebenen Bohrvorrichtung zwischen einer geraden Stellung und einer ausgelenkten Stellung durch Übertragen von Torsionskraft zu verstellen. Der Vortrieb die­ ser selbstangetriebenen Bohrvorrichtung wird durch den in der Bohrvorrich­ tung selbst vorgesehenen Schlagmechanismus erzeugt.

Aus DE 199 04 864 C2 ist ebenfalls ein selbstangetriebenes Rammbohrge­ rät bekannt, das über einen torsionssteifen Versorgungsschlauch mit Druckluft versorgt wird. Durch Drehung des Versorgungsschlauchs relativ zum Rammbohrgerät können Lenkelemente verstellt werden und/oder kann das Gerät von einem Vorwärtslauf auf einen Rückwärtslauf umschalten.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung das Problem zugrunde, eine kostengünstige Vorrichtung und ein Verfahren zum graben­ losen Austauschen von Leitungen zu schaffen, die sich insbesondere für ein Austauschen von Leitungen mit geringem Durchmesser eignen, die nicht geradlinig verlaufen.

Erfindungsgemäß ist bei einer solchen Vorrichtung der Überbohrkopf an der Spitze eines Schlauchs angeordnet. Zur Übertragung der Vorschubkräfte auf den Überbohrkopf, ist der Schlauch vorschubs- und torsionssteif ausge­ bildet. Besonders vorteilhaft ist eine Verstärkung des Schlauchmantels mit einem Stahldrahtgewebe. Handelsübliche Druckluftschläuche für hohe Druckstufen (über 400 bar) eignen sich besonders für die Erfindung. Die Verwendung eines Schlauchs als Gestänge besitzt den Vorteil, daß Schläu­ che in großer Länge zur Verfügung stehen und sich insbesondere im Gegensatz zu Rohrgestängen auf- sowie abwickeln lassen; es entfallen daher alle Schraubarbeiten, wie sie bei herkömmlichen, aus Rohrabschnitten bestehenden Gestängen erforderlich sind.

In konstruktiv bevorzugter Ausgestaltung weist der Überbohrkopf einen hülsen­ förmigen Schaft und eine sich hieran anschließende Bohrkrone auf. Besonders einfach kann dann ein Ende des Schlauch an dem der Bohrkrone abgewandten Ende des Schaftes in der Weise befestigt werden, daß das Schlauchende zwischen den freien Enden einer Innenhülse und einer Außenhülse vorzugs­ weise eingeklemmt wird. Hierbei schließen die Innenhülse und die Außenhülse den Schaft und das Schlauchende zwischen sich ein. Eine besonders gute Kraftübertragung ergibt sich, wenn die von der Bohrkrone abgewandte Stirnseite des Schaftes an der Stirnseite des ihr zugekehrten Schlauchendes anliegt.

Die Verbindung des Schlauchs mit dem Schaft und die Kraftübertragung werden dadurch erleichtert, daß der Innen- und der Außendurchmesser des Schaftes im wesentlichen mit dem Innen- und dem Außendurchmesser des Schlauchmantels übereinstimmen.

Vorzugsweise ist der Überbohrkopf als Außenbohrkrone mit einem Zahnkranz ausgebildet und besitzt einen Außendurchmesser größer als der Außendurch­ messer der Schafts.

Der Vortrieb des Überbohrkopfes läßt sich noch dadurch verbessern, daß der Schlauch mit einem Druckmedium, beispielsweise mit Druckluft und/oder -flüssigkeit als Spülmittel versorgt wird. Ein besonders gutes Spülergebnis gewährleistet die Verwendung pulsierender Durckluft. Die Druckluft oder - flüssigkeit tritt am Bohrkopf, beispielsweise durch Düsen oder einen Ringspalt zwischen dem Überbohrkopf und der Leitung aus; sie dient zum Verdrängen des vom Überbohrkopf gelösten Erdreichs. Von Vorteil ist auch die Verwendung eines Aerosols.

Um die auszutauschende Leitung, insbesondere durchmesserkleine Erdkabel wie Telefonleitungen gegen ein Wegrutschen, Stauchen oder Verbiegen zu sichern, kann durch den Schlauch ein flexibles Zugmittel geführt und mit der auszutauschenden Leitung verbunden sein. Das Zugmittel, beispielsweise ein Stahlseil läßt sich gegebenenfalls zusammen mit dem Schlauch auf- und abwickeln; es hält die Leitung straff und erlaubt nach der Beendigung des Bohrens und einem Durchtrennen der Leitung deren Herausziehen aus dem Schlauch.

Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren zum grabenlosen Austauschen von Erdleitungen der an dem Schlauch angeordnete Überbohrkopf über die auszu­ tauschende Leitung vorgetrieben, nachdem zuvor an der Leitung durch den Schlauch hindurch ein Zugmittel befestigt worden ist, mit dessen Hilfe die auszutauschende Leitung unter Zugspannung gehalten wird.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Überbohrkopfes mit einem als Schlauch ausgebildeten Bohrgestänge,

Fig. 2 ein Längsschnitt durch den Überbohrkopf der Fig. 1 mit einer auszutau­ schenden Leitung und

Fig. 3 eine Vorderansicht des Überbohrkopfs der Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Überbohrkopfes 1, der an einem als Gestänge dienenden Schlauch 2 angeordnet ist. Der Schlauch 2 ist torsions- und schub­ steif, beispielsweise als handelsüblicher Druckluftschlauch ausgebildet und ausgelegt für hohe Druckstufen (< 400 bar). Der Überbohrkopf 1 besteht im wesentlichen aus einem hülsenförmigen Schaft 3, an den sich eine ebenfalls hülsenförmige Bohrkrone 4 anschließt. Die Bohrkrone 4 besitzt eine sogenannte Außenbohrkante mit Zähnen 5, die entlang des Umfangs der Bohrkrone 4 angeordnet sind, sowie einen Außendurchmesser D größer als der Außen­ durchmesser d des Schaftes 3.

Aus Fig. 2, die einen Querschnitt der Vorrichtung nach Fig. 1 zusätzlich mit einer auszutauschenden Leitung 13 zeigt, ist im Detail die Art der Befesti­ gung des Überbohrkopfes 1 an dem Schlauch 2 zu ersehen. Der Schaft 3 dient zur Aufnahme einer an seiner Innenfläche 17 einschiebbaren Innen­ hülse 6, sowie einer auf seine Außenfläche 7 aufschiebbaren Außenhülse 8. Die Innen- und die Außenhülse sind über nicht dargestellte Befestigungs­ elemente mit dem Schaft 3 verbunden. Da die Länge der Innen- und der Außenhülse 6, 8 größer ist als die des Schaftes 3, entsteht innen ein Ring­ raum 9, in dem der Mantel 10 des Schlauchs 2 klemmend befestigt ist. Die Stirnseite 11 des Schlauchs 2 liegt weitgehend vollflächig an der der Bohr­ krone 4 abgewandten Stirnseite 12 des Schafts 3 an.

Der Innendurchmesser des Überbohrkopfes 1 ist etwas größer als der Außendurchmesser der Leitung 13, so daß sich zwischen beiden ein Ringspalt 16 ergibt, durch den die dem Überbohrkopf über den Schlauch zugeführte Druckluft austritt.

Fig. 3 zeigt die Vorderansicht der Bohrkrone 4 nach Fig. 1, aus der die über den Umfang der Bohrkrone 4 angeordnete Verteilung der Zähne 5 ersicht­ lich ist.

Aus Fig. 2 ergibt sich die Arbeitsweise der Vorrichtung zum grabenlosen Austauschen von Leitungen. Der Überbohrkopf 1 befindet sich in der dar­ gestellten Situation gerade am Anfang einer auszutauschenden sowie von Erdreich umgebenen Leitung 13, die zuvor von einem nicht dargestellten Leitungsstrang abgetrennt und an dem freien Ende mit einem Stahlseil 14 verbunden worden ist. Dieses Seil 14 ist durch den gesamten Schlauch 2 geführt und wird über eine nicht dargestellte Öffnung, die sich im Bereich des dem Überbohrkopf 1 gegenüberliegenden Schlauchendes 2 befindet, aus dem Schlauch nach außen geführt. Die Öffnung bzw. Seildurchführung ist druckdicht ausgebildet, damit das in dem Schlauch 2 befindliche Spül­ mittel in Form von Druckluft nicht entweichen kann. Anstelle von Druckluft kann auch ein Wasserluftgemisch in Form eines Ärosols verwendet werden. Das Stahlseil 14 dient dazu, die Leitung 13 während des Freispülens durch den Überbohrkopf 1 vor einem Stauchen oder Wegrutschten zu bewahren und dabei den Vortrieb des Überbohrkopfes 1 zu behindern. Mit zunehmen­ dem Vorschub des Überbohrkopfes 1 entlang der Leitung 13 umgibt der Schlauch eine zunehmend größere Länge der Leitung 13. Mittels der als Spülmittel verwendeten Druckluft wird die unmittelbare Umgebung der Lei­ tung 13 freigelegt, d. h. ins umgebende Erdreich verdrängt bzw. verlagert. Vorzugsweise wird die eingesetzte Druckluft in unterschiedlicher Stärke und mit unterschiedlichem Takt gepulst. Der Überbohrkopf löst mechanisch das unmittelbar an die Leitung 13 angrenzende Erdreich, das von der über den Schlauch zugeführten Druckluft beiseite geräumt wird. In festeren Formatio­ nen werden Bohrkronen mit spitzen Hartmetallbits oder mit Industriedia­ manten verwendet.

Mittels des Überbohrkopfes 1 lassen sich auch Hindernisse, wie Abzweigleitungen, durchtrennen.

Nach einem kompletten Überfahren der auszutauschenden Leitung durch den Überbohrkopf 1 mit dem Schlauch 2 wird das Stahlseil beispielsweise in einer Zielgrube oder einem Zielschacht mit der auszutauschenden Leitung 13 aus dem Schlauch 2 herausgezogen und gleichzeitig am Überbohrkopf 1 eine neue Leitung befestigt und mittels des Schlauchs 2 in das Erdreich ein­ gezogen. Hierzu wird die neue Leitung üblicherweise über einen Steckzieh­ kopf an dem Überbohrkopf 1 befestigt.

Der Schlauch 2 ist mittels eines Stahldrahtgewebes 15 verstärkt, die ihm die erforderliche Vorschub- und Torsionssteifigkeit verleiht.

Claims (17)

1. Vorrichtung zum grabenlosen Austauschen von Leitungen, insbesondere von Erdkabeln oder durchmesserkleinen Versorgungsleitungen, mit einem an einem Gestänge angeordneten Überbohrkopf, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gestänge aus einem flexiblen, vorschubs- und torsionssteifen Schlauch (2) besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (2) mit einem Stahldrahtgewebe (15) verstärkt ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Überbohrkopf (1) aus einem hülsenförmigen Schaft (3) und einer sich hieran anschließenden Bohrkrone (4) besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Bohrkrone (4) abgewandten Ende eines Schaftes (3) des Überbohrkopfes (1) eine Innenhülse (6) und eine Außenhülse (8) den Schaft und den Schlauch (2) umschließen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Bohrkrone (4) abgewandte Stirnseite (12) des Schaftes (3) an der Stirnfläche (11) des Schlauchs (2) liegt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innen- und der Außendurchmesser des Schaftes (3) im wesentli­ chen mit dem Innen- und dem Außendurchmesser des Schlauchmantels übereinstimmt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Überbohrkopf (1) als Bohrkrone ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Überbohrkopf (1) einen Außendurchmesser (D) größer als der Außendurchmesser (d) seines Schaftes (3) besitzt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Überbohrkopf (1) über den Schlauch (2) mit einer Druckmedien­ quelle verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Schlauch (2) ein flexibles Zugmittel (14) verläuft und mit der auszutauschenden Leitung (13) verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel (14) aus einem Stahlseil besteht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Überbohrkopf (1) abgewandten Ende des Schlauchs (2) eine druckdichte verschlossene Öffnung für das Zugmittel (14) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der Innendurchmesser des Überbohrkopfes (1) größer ist als der Außendurchmesser der Leitung (13).

14. Verfahren zum grabenlosen Austauschen von Leitungen, insbesondere von Erdkabeln oder von durchmesserkleinen Versorgungsleitungen, bei dem ein an einem Gestänge befestigter Überbohrkopf mittels des Gestän­ ges entlang einer auszutauschenden Leitung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Bohren in das Gestänge ein Zugmittel (14) eingeführt wird, das Zugmittel (14) an dem zu Beginn des Überbohrens im Gestänge befindlichen Ende der auszutauschenden Leitung (3) befestigt und während des Bohrens der Überbohrkopf (1) relativ zu der auszutau­ schenden Leitung (13) und dem gespannten Zugmittel (14) vorgeschoben wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Über­ bohrkopf (1) Druckmedium zugeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß dem Über­ bohrkopf (1) ein pulsierendes Druckmedium zugeführt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Schlauchs als Gestänge.