DE10161648A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bewegen von Rohrleitungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bewegen von Rohrleitungen mit einem Antrieb mit Haltemitteln und auf diese wirkende Zug- und/oder Schubmittel und/oder Fixiermittel, wobei die Haltemittel ihre Wirkung nur in einer Bewegungsrichtung entfalten.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bewegen von Rohrleitungen, insbesondere zum Ausziehen von Rohrleitungen aus dem Erdreich.
• Im Erdreich verlegte Rohrleitungen unterliegen dem Verschleiß oder der Alterung und müssen von Zeit zu Zeit ersetzt werden. Des weiteren besteht das Bedürfnis, Rohrleitungstrassen bisweilen durch Ersatz der Rohrleitungen neuen Verwendungen zuzuführen, wie beispielsweise bei dem Austausch eines Duktilgußrohres gegen eine Kunststoffleitung oder gegen Kabelstränge. Hierzu ist es bekannt, die Rohrleitungen zu bersten, zu zerteilen oder vollständig aus dem Erdreich herauszuziehen. Letzteres Verfahren ist häufig bevorzugt, da sich dadurch Umweltprobleme sowie von im Erdreich verbleibenden Rohrscherben ausgehende Zerstörungsgefahr für die Neuleitung vermeiden läßt.
• Beim Herausziehen von Rohrleitungen aus dem Erdreich werden Zug- oder Schubantriebe eingesetzt. Dabei muß das im Erdreich befindliche Rohr durch Übertragung der Schub- oder Zugkraft in Bewegung gesetzt werden, so daß es beispielsweise über eine Grube aus dem Erdreich entfernt werden kann, indem das Rohr in die Grube gezogen und in der Grube zerteilt und schließlich aus der Grube entfernt wird.
• Hierzu ist es bekannt, die Schub- oder Zugkraft über einen Reibschluß auf die Rohrleitung zu übertragen, indem ein Expansionsschlauch in das Rohr eingebracht, mit einem Druckmedium gefüllt und zusammen mit dem Rohr aufgrund der Haftreibung zwischen dem im Rohrinneren gefüllten Schlauch und der Innenwandung des Rohres aus dem Erdreich herausgezogen wird. Des weiteren ist es bekannt, eine zwischen zwei Gruben liegende Rohrleitung in eine Grube aus dem Erdreich herauszuziehen, indem ein Seil oder ein Zug- oder Schubgestänge von einer Grube aus durch das Rohr hindurch geführt wird, um in der anderen Grube mit einem Fixierungselement, wie beispielsweise einem konischen Adapter oder einer Kralle, dann in umgekehrter Richtung zusammen mit der Rohrleitung aus dem Erdreich wieder in die Startgrube herausgezogen zu werden.
• Dabei besteht jedoch oftmals das Problem, daß die erforderlichen zwei Gruben nicht zur Verfügung stehen oder das Befestigen der Kralle oder eines konischen Adapters aufgrund der Platzverhältnisse in der Zielgrube Schwierigkeiten bereitet sowie zusätzlichen personellen Aufwand erfordert.
• Bestimmte Rohre, insbesondere blind verlegte Rohrleitungen bzw. Rohrleitungen, bei denen kein Zugriff auf beide Leitungsenden besteht, lassen sich mit dem vorgenannten Verfahren nicht aus dem Erdreich herausziehen, so daß hier wiederum die Notwendigkeit besteht, auf einen Expansionsschlauch oder eine ähnliche Vorrichtung zurückzugreifen.
• In der Praxis bereiten zudem die zwischen Rohrmantel und umgebenden Erdreich bestehenden Reibungskräfte erhebliche Probleme beim Herausziehen der Rohre aus dem Erdreich. Dies insbesondere, wenn die Rohrleitung bereits über einen längeren Zeitraum im Erdreich gelegen hat.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die ein Herausziehen von Langkörpern aus dem sie umgebenden Medium, insbesondere aus dem Erdreich in einfacher Handhabung und unter wirkungsvoller Übertragung der Zug- oder Schubkräfte erlauben.
• Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, einen Langkörper dadurch aus dem Erdreich herauszuziehen, daß ein in einer Richtung frei in dem Langkörper bewegbares Haltemittel beim Ziehen in der anderen Richtung durch Reib-, Form- oder Kraftschluß in dem Langkörper oder an dessen Ende fixiert wird.
• Die Haltemittel können in einer Richtung eine erste und in einer dazu entgegengesetzten Richtung eine zweite geometrische Konformation aufweisen. Die Konformationsänderung bewirkt dann einen Übergang von dem Zustand "frei beweglich" zu dem Zustand "fixiert". Die Konformationsänderung läßt sich auf beliebige Weise, beispielsweise durch mechanische, magnetische oder elektromechanische Mittel auslösen und bewirken.
• Vorzugsweise wird die Konformationsänderung durch eine Richtungsumkehr ausgelöst. So kann beispielsweise ein Bohrkopf mit den erfindungsgemäßen Haltemitteln in eine Richtung frei durch eine Rohrleitung bewegt werden, um an einem gewünschten Punkt des Rohres oder nach dem Austritt aus dem Rohrende eine fixierende Konformation einzunehmen. In der fixierenden Konformation lassen sich dann Kräfte auf das Rohr ausüben. Das Fixieren erfolgt vorzugsweise mit Hilfe von an den Haltemittel angeordneten Halteelementen, die mit der Rohrleitung eine reib- und/oder kraft- und/oder formschlüssige Verbindung eingehen können.
• So lassen sich sowohl geometrische Ausprägungen der Rohrleitung, wie beispielsweise Muffen, Abzweigungen oder auch ein offenes Rohrende mit Hilfe entsprechend ausgestalteter Halteelemente nutzen, um beispielsweise eine Rohrleitung durch Verwendung eines Bohrkopfs mit den erfindungsgemäßen Haltemitteln in eine Rohrleitung einzubringen und beispielsweise im Bereich einer Abzweigung oder des Rohrendes durch Verschwenken der an den Haltemitteln angeordneten Halteelemente, die vorzugsweise als Schwenkarme ausgebildet sind, in die geometrische Ausprägung der Rohrleitung einzugreifen und diese aus dem Erdreich herauszuziehen.
• Die Halteelemente können auch Reibflächen aufweisen, um beispielsweise an der Rohrinnenwandung anzugreifen. Ferner können die Halteelemente Krallen und/oder Schneidflächen und/oder Berstmittel aufweisen. So läßt sich eine Rohrleitung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einer beliebigen Position fixieren und aus dem Erdreich herausziehen oder auch weiter in das Erdreich hineinschieben oder aufschneiden oder bersten.
• Die Haltemittel können expandierbar, vorzugsweise als auf einem Kegel gelagerte Keilsegmente ausgebildet sein. Durch Verschieben des Kegels lassen sich die Haltemittel dann nach außen verlagern, um eine Fixierung, ein Aufschneiden oder ein Bersten des Rohres zu erreichen. Die Haltemittel können dabei durch ein Federelement so vorgespannt sein, daß eine Verschiebung des Kegels in die entgegengesetzte Richtung wieder zu einer Rückführung der Haltemittel in ihre ursprüngliche Position führt.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise derart ausgestaltet, daß sie sich auf einem herkömmlichen Kopf oder Werkzeug eines Bohrgerätes oder Gestänges fixieren läßt. Dies kann z. B. durch einen entsprechenden Adapter oder eine korrespondierende Ausnehmung an der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht werden.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich mit entsprechenden Werkzeugen auch zum Bersten, Schneiden, Reinigen oder sonstiger Manipulation von Rohrleitungen einsetzen.
• Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Bewegen, Zerteilen, Reinigen oder Zerstören einer Rohrleitung, bei dem die Rohrleitung mit einem entsprechenden Vortriebsgerät durchfahren wird und an dessen offenen Ende oder einem vergleichbaren Angriffspunkt eine Manipulation des Rohres durch Umkehren der Richtung des Bohrgeräts beispielsweise zwecks Bewegen der Rohrleitung einsetzt. Dieses Verfahren läßt sich insbesondere vorteilhaft zum Herausziehen von Blindrohren aus dem Erdreich oder sonstigen offenen langen Hohlkörpern aus ihrer Umgebung einsetzen.
• Unter Rohrleitungen im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jede Art von einen Hohlraum aufweisenden Langkörper, aber auch sonstige längliche Hohlräume zu verstehen, für die sich die erfindungsgemäße Richtung zwecks Manipulation durch Richtungsumkehr und/oder Auslösung der genannten Werkzeuge einsetzen läßt.
• Unter Erdbohrgerät im Sinne dieser Erfindung ist insbesondere jedes Gerät zu verstehen, welches in einem bestehenden oder zu erstellenden Kanal bewegt werden kann, um eine Pilotbohrung zu erstellen oder aufzuweiten oder ein bestehendes Rohr zerstörend oder nicht zerstörend zu ersetzen, zu reinigen, Leitungen in bestehende Rohre oder andere Langkörper einzuziehen sowie sämtliche Vorrichtungen für Bauarbeiten des unterirdischen Vortriebs. Das Erdbohrgerät im Sinne dieser Erfindung ist von seiner Natur jedoch nicht auf unterirdische Erdarbeiten beschränkt. So können beispielsweise Leitungen, in denen ein Erdbohrgerät im Sinne dieser Erfindung eingesetzt wird, auch außerhalb des Erdreichs vorliegen.
• Unter Haltemittel im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jeder Körper zu verstehen, der sich durch Verkeilen, Verklemmen oder einer Lageveränderung seiner Bauteile oder des Gesamtkörpers in einem Hohlkörper bzw. Langkörper fixieren läßt.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.
• In der Zeichnung zeigen:
• Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit ausschwenkbaren Haltemitteln und
• Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Erfindung mit auf einem Kegel gelagerten Keilsegmenten.
• Ein Haltemittel 1 weist Halteelemente 2, 4 auf, die an einem verschiebbaren Kopfabschnitt 6 über Bolzen 8, 10 verschwenkbar angeordnet sind. Der Kopfabschnitt weist ein Sackloch 12 auf, welches auf einem Zapfen 14 eines Basisteils 16 angeordnet ist. Mittels einer Feder 22, die an den Enden 24, 26 der Haltemitteln angreift, sind die Haltemittel 2, 4 vorgespannt.
• Bei einer alternativen Ausführungsform (nicht dargestellt) verschiebt sich der Kopfteil beim Auftreten eines Widerstands auf dem Zapfen 14 in Richtung der Rampen 18, 20, so daß diese auf die Haltemittel 2, 4 wirken und deren Ausschwenken bei einer weiteren Verschiebung des Kopfteils 6 bewirken.
• So läßt sich das Haltemittel 1 auf dem Kopf eines Erdbohrgerätes (nicht dargestellt) durch eine Rohrleitung bewegen und an deren Ende aufgrund des dem Kopfteil 6 entgegentretenden Widerstandes ein Ausschwenken der Haltemittel 2, 4 bewirken.
• Alternativ können die Halteelemente in Richtung der Rohrleitung vorgespannt sein, so daß die Feder 22 automatisch ein Ausschwenken bewirkt, sobald den Halteelemente 2, 4 kein Widerstand, beispielsweise der Rohrinnenwandung entgegensteht, wie dies beispielsweise am Rohrende oder an Rohrabzweigungen oder Muffen der Fall ist.
• Das Haltemittel 1 läßt sich somit auf ein herkömmliches Erdbohrgerät aufsetzen, mit diesem durch eine Rohrleitung verfahren, wobei am Ende einer beispielsweise offenen Rohrleitung ein Ausklappen der Halteelemente 2, 4 erfolgt. Bei einem Zurückziehen des Erdbohrgerätes greifen die Halteelemente nun automatisch an dem Rohrende an, so daß das Rohr mit dem Erdbohrgerät bewegt werden kann.
• Bei einer anderen Ausführungsform (Fig. 2) ist ein Kopfteil 106 als Kegel ausgebildet, auf dem Keilsegmente 102, 104 angeordnet sind. Der Kopfteil 106 sitzt mit einem Sackloch 112 verschiebbar auf einem Zapfen 114, der einem Basisteil 116 vorgelagert ist. Die Haltemittel 102, 104 (Keilsegmente) weisen eine Zahnstruktur an ihrer Oberfläche 103, 105 auf. Die Haltemittel 102, 104 sind mittels einer Feder 122, die auf einer Umlaufkante 130 des Basisteils 116 aufliegt, in Vortriebsrichtung vorgespannt. Aufgrund der konischen Ausgestaltung des Kopfteils 106 findet bei einer Axialverschiebung der Haltemittel 102, 104 gleichzeitig eine Radialverschiebung statt. Dadurch liegen die Haltemittel 102, 104 beim Vortrieb an der Innenwandung einer Rohrleitung an. Bei einer Richtungsumkehr bewirkt dieses Anliegen ein Eingreifen der Oberflächenzahnstruktur 102, 105 in die Rohrinnenwandung, wobei die Kegelform des Kopfteils 106 bei einer weiteren Axialverschiebung der Haltemittel 103, 104 relativ zu dem Kopfteil 106 zu einer Verfestigung des Sitzes der Haltemittel in der Rohrwandung führt. Je größer der auf das Basisteil 116 und damit auf das Kopfteil 106 wirkende Zug wirkt, desto stärker werden die Haltemittel in die Rohrinnenwandung gedrückt.
• So ist ein sicheres Herausziehen von Rohrleitungen aus ihrer Umgebung gewährleistet.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Bewegen, Reinigen, Zerstören von Rohrleitungen mit einem Antrieb mit Haltemitteln und auf diese wirkende Zug- und/oder Schubmittel und/oder Fixiermittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (1) ihre Wirkung nur in einer Bewegungsrichtung entfalten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Haltemittel (1), die in einer Richtung eine erste und der dazu entgegengesetzten Richtung eine zweite geometrische Konformation aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konformationsänderung der Haltemittel (1) durch die Richtungsumkehr eingeleitet wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Haltemitteln (1) Halteelemente (2, 4) ausgebildet sind, die durch Reib-, und/oder Kraft- und/oder Formschluß an der Rohrleitung angreifen können.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (2, 4) verschwenkbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel beim Auftreffen auf einen Widerstand in ihrer Konformation geändert werden.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (2, 4) als Schwenkarme ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente Reib- und/oder Schneidflächen (103, 105) und/oder Berstmittel aufweisen.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel expandierbar ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reib- oder Schneidflächen als auf einem Kegel gelagerte Keilsegmente (102, 104) ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Adapter oder eine Ausnehmung zum Aufstecken auf ein Erdbohrgerät.

12. Verfahren zum Bewegen, Reinigen, Zerteilen oder Zerstören einer Rohrleitung, gekennzeichnet durch Einfahren in die Rohrleitung mit einem dynamisch und/oder statisch arbeitenden Bohrgerät, Durchfahren der Rohrleitung bis zu deren offenem Ende oder einem vergleichbaren Angriffspunkt und Umkehren der Richtung des Bohrgerätes zwecks Manipulation der Rohrleitung mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.