DE102005039790B3

DE102005039790B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Sanieren erdverlegter Altrohrleitungen

Info

Publication number: DE102005039790B3
Application number: DE102005039790A
Authority: DE
Inventors: Elmar Dipl.-Ing. Koch; Martin KÖPER
Original assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2005-08-22
Filing date: 2005-08-22
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2025-08-23
Also published as: US20090220305A1; AU2006284114A1; US8075224B2; WO2007022925A1; GB0804560D0; GB2444442A; GB2444442B

Abstract

Bei einem Verfahren zum Sanieren erdverlegter Altrohrleitungen in situ wird ein mit einem Antrieb versehenes Berstwerkzeug oder ein Rohrabschnitt mit Hilfe einer Hydraulik-Kolben-Zylinder-Einheit von einem üblichen Revisionsschacht ausgehend zu dem nächstfolgenden Revisionsschacht (Maschinenschacht) gezogen, die mit ihrem Gehäuse mindestens teilweise in der Altrohrleitung angeordnet ist, um den ohnehin äußerst begrenzten Innenraum des Maschinenschachts weitgehend frei von Maschinenteilen zu halten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Sanieren erdverlegter Altrohrleitungen, bei dem ein mit einem Antrieb verbundenes Berst- oder Schneidwerkzeug oder ein Rohrabschnitt von einem Startschacht aus zu einem Ziel- bzw. Maschinenschacht oder von einer Startgrube zu einer Ziel- bzw. Maschinengrube durch die Altrohrleitung bewegt wird.

Der Stand der Technik kennt eine Vielzahl von statischen Verfahren zum grabenlosen Sanieren bzw. Erneuern von im Erdreich verlegten Rohrleitungen. Bei einem dieser Verfahren wird zur Rohrerneuerung unter Beibehaltung der Trasse ein Berstwerkzeug durch die Altrohrleitung gezogen, mit dessen Hilfe die Altrohrleitung zerlegt, beispielsweise zertrümmert und – falls erforderlich – gleichzeitig auch die dabei entstehende die Altrohr-Scherben aufnehmende Erdbohrung aufgeweitet wird.

Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise in den deutschen Patentschriften 196 08 980 C2 und 198 17 873 C2 beschrieben; sie bestehen im wesentlichen aus einem mit Hilfe eines Hydraulik-Zylinder-Kolben-Antriebs auf einer Lafette verfahrbaren Schlitten. Der Schlitten ist mit Klinken versehen, die sich beim Vorwärtshub der Hydraulik-Zylinder in Eingriff mit den Sprossen eines aus einzelnen Abschnitten zusammengesetzten Leitergestänges bringen lassen. Am freien Ende des Leitergestänges kann ein Berst- oder Schneidwerkzeug angeordnet sein, mit dessen Hilfe die Altrohrleitung zerstört und gleichzeitig die dabei entstehende Erdbohrung aufgeweitet und/oder auch ein neuer Rohrstrang in die Erdbohrung eingezogen werden kann.

Antriebsvorrichtungen dieser Art haben sich außerordentlich bewährt; sie erfordern jedoch einen Maschinenschacht oder eine Maschinengrube, deren Größe den Abmessungen der Antriebsvorrichtung entspricht und hinter der Vorrichtung noch genügend Platz zum Ansetzen jeweils eines Gestängeabschnitts an das die Vorrichtung überragende hintere Ende des Gestängestrangs erlaubt. Bei der Altrohrerneuerung beispielsweise von Druck- und Abwasserleitungen von einem üblichen Kanal- bzw. Revisionsschacht zum nächstfolgenden Schacht mit einem Normdurchmesser von nur 100 cm nimmt die Antriebsvorrichtung jedoch einen erheblichen Raum des freien Schachtquerschnitts ein, der dann für die notwendigen Arbeiten, beispielsweise die Handhabung der Gestängeabschnitte bzw. deren Ansetzen an das Ende des Gestängestrangs nicht mehr zur Verfügung steht.

Außerdem ist ein zeit- und kostenintensives Entfernen des sogenannten Gerinnes aus dem Schacht erforderlich, um überhaupt erst Platz für das Einbringen und das Positionieren der Antriebsvorrichtung zu schaffen. Bei dem Gerinne handelt es sich um eine mit den einander gegenüberliegenden Mündungsöffnungen der Leitung fluchtende, im Querschnitt etwa U-förmige, häufig gekachelte Rinne, mit der das Abwasser durch den Schacht geleitet wird.

Selbst kurzbauende Antriebsvorrichtungen schaffen wegen ihres Platzbedarfs für das Ansetzen der Gestängeabschnitte an den Gestängestrang und deren schub- und zugfeste Verbindung mit dem rückwärtigen Strangende Platzprobleme. Die Länge der Gestängeabschnitte ist daher auf etwa 50 cm begrenzt. Zudem lassen sich auch kurzbauende Antriebsvorrichtungen in einem Schacht, bei dem die verlängerte Altrohrachse nicht im wesentlichen mit dem Schachtdurchmesser zusammenfällt bzw. durch die Schachtsachse verläuft, sondern den Schacht als Sekante schneidet, nicht einsetzen, da der Miniaturisierung aus konstruktiven Gründen und im Hinblick auf die hohe Antriebsleistung Grenzen gesetzt sind.

Bei einer Rohrerneuerung von Grube zu Grube lassen sich die Platzprobleme zwar im Wege einer Vergrößerung der Gruben lösen. Dies erfordert jedoch einen entsprechenden Aushub des Erdreichs mit zusätzlichen Lohn-, Maschinen-, Transport- und Lagerkosten für den Erdreichaushub.

Dieselben Probleme wie bei der Rohrerneuerung ergeben sich auch im Falle einer Rohrsanierung durch Einziehen eines eng an der Altohrwandung anliegendes Neurohr aus einzelnen Rohrabschnitten, deren Länge etwa derjenigen der Gestängeabschnitte entspricht.

Vor diesem Hintergrund besteht das der Erfindung zugrundeliegende Problem darin, ein Verfahren zu schaffen, das in einem vorgegebenen Schacht (Normschacht) mehr Freiraum beläßt bzw. eine kleinere Grube erfordert, als das bei herkömmlichen Verfahren und Antriebsvorrichtungen (Gestängeantrieb) der Fall ist.

Die Erfindung löst dieses Problem in der Weise, daß der Gestängeantrieb mindestens teilweise in der Altrohrleitung angeordnet ist. Auf diese Weise vergrößert sich der Freiraum hinter dem Antrieb in dem Maße, wie der Antrieb in die in den Schacht mündende Altrohrleitung eintaucht. Dementsprechend mehr Arbeitsraum steht zur Verfügung. Außerdem können die Gestänge- oder Rohrabschnitte dem gewonnenen Freiraum entsprechend länger bemessen sein und/oder es können auch solche Altrohrleitungen erneuert werden, deren verlängerte Achse nicht durch die Schachtachse verläuft, sondern den Schacht sekantenartig schneidet.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht zudem darin, daß das Gerinne nicht mehr zerstört bzw. entfernt sowie nach der Rohrsanierung kein neues Gerinne geschaffen werden muß.

Der Gestängeantrieb, vorzugsweise eine Hydraulik-Kolben-Zylinder-Einheit kann in einem Futterrohr angeordnet sein, das sich leicht in das Mündungsende der Altrohrleitung einführen und dort oder auch außerhalb ortsfest verriegeln läßt. Dieses Futterrohr kann als Widerlager für das aus einzelnen Abschnitten bestehende Gestänge dienen und sich beispielsweise über einen Widerlagerschild an der Schachtwandung abstützen. Das macht ein übliches, über Streben im Schacht abgestütztes Widerlager überflüssig und führt so zu einem weiteren Platzgewinn.

Das Antriebsaggregat ist vorzugsweise in einem rohrförmigen Gehäuse angeordnet, das an seinem rückwärtigen Ende mit einer Nut versehen sein kann, in die eine Verriegelungsgabel eingreift, die im Betrieb an dem Widerlagerschild anliegt und demgemäß das Antriebsaggregat und das Futterrohr unter dem Einfluß einer im Gestänge wirksamen Zugkraft fixiert.

Mit dem Gehäuse, dem Antriebsaggregat oder auch mit dem Futterrohr kann – vorzugsweise über Streben – ein vorderes Tragstück für eine Gestängearretierung verbunden sein, die eine Rückbewegung des Gestängestrangs mit einem gezogenen Werkzeug oder Rohrabschnitt verhindert, wenn das Gestänge während des Einfahrens der Kolben des Antriebsaggregats vom Antrieb abgekoppelt und daher nicht mehr kraftbeaufschlagt ist.

Die Kolbenstangen des Antriebsaggregats sind vorzugsweise mit einem Lagerstück für mindestens einen beweglichen Zug- und mindestens einen ebenfalls beweglichen Schubfinger verbunden. Die Finger dienen als Kupplungsmittel und lassen sich alternativ in eine Position bringen, in der sie in Antriebsverbindung mit dem Gestänge stehen. Die hierfür erforderliche Bewegung der Finger in ihrer Arbeitsposition geschieht vorzugsweise unter Federkraft mit Hilfe eines Stellrings, der sich sowohl drehen als auch in axialer Richtung bewegen läßt und in Antriebsverbindung mit den beweglichen Fingern steht. Der Stellring kann dazu eine bezüglich der Rohr- bzw. Geräteachse winklig verlaufende Kulisse aufweisen, in die ein Führungs- und Mitnehmerstift eingreift. Durch Drehen des Stellrings jeweils bis zum Anschlag des Stifts in der Kulisse werden entweder die Schub- oder die Zugfinger zentripetal verschwenkt, während durch Weiterdrehen des Stellrings die einwärts geschwenkten Finger in ihre Eingriffsposition gebracht werden.

Im Sinne der Erfindung steht das Sanieren von Altrohrleitungen stellvertretend für jede Art von unterirdischer Zug- oder Schubtätigkeit, sei es für Alt- oder Neurohre oder auch zum Aufweien von Bohrungen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Teildarstellung einer erfindungsgemäßen Berstvorrichtung in situ,
2 eine perspektivische Ansicht des rückwärtigen Endes der Berstvorrichtung mit den Zugfingern in ihrer Wirkstellung,
3 eine 2 entsprechende Darstellung mit den Schubfingern in ihrer Wirkposition und
4 die Vorrichtung bei eingefahrenen Kolbenstangen.
In einem Maschinenschacht 1 in Gestalt eines üblichen Revisionsschachts mit zwei einander koaxial gegenüberliegenden Mündungsöffnungen 2 für eine Rohrleitung sind ein Gerinne 3 und der rückwärtige Teil eines linearen Antriebs- bzw. Schub- und Zugaggregat 4 für ein Gestänge 5 aus einzelnen vorzugsweise über eine Klinkenkupplung nach der deutschen Offenlegungsschrift 199 18 530 A1 lösbar miteinander verbundenen Gestängeabschnitten 6 und 7 angeordnet. Dabei kann das Gerinne erhalten bleiben. Ein Abstützen der Antriebsvorrichtung im Schacht ist nicht erforderlich, insbesondere wenn sich deren Schwerpunkt im Innern des Altrohrs befindet. Das Gestänge 5 ist an seinem dem Antriebsaggregat gegenüberliegenden Ende mit einem nicht dargestellten Berst- oder Schneidwerkzeug oder einem Rohrabschnitt versehen und durchragt koaxial das rohrförmige Gehäuse 8 einer nicht dargestellten Hydraulik-Kolben-Zylinder-Einheit. Dieses Antriebsaggregat besteht aus mehreren parallel zueinander angeordneten Hydraulikzylindern, beispielsweise aus vier Zugzylindern und zwei zum Einschieben eines Gestänges ohne Werkzeug oder Rohrabschnitt dienenden Druckzylindern. Das Gehäuse 8 des Antriebsaggregats ist als Steckgehäuse ausgebildet und befindet sich in einem Futterrohr 9, dessen außerhalb des Schachts 1 befindlicher Teil 10 in das Ende der nicht dargestellten Altrohrleitung hineinragt. Das Futterrohr ist fest mit einem Widerlagerschild 11 verbunden, während eine mit einer Grifföffnung 12 versehene Verriegelungsgabel 13 in eine Ringnut 14 im Antriebsgehäuse eingreift.
Die Kolbenstangen 15 des hydraulischen Antriebs tragen an ihren freien Enden einen Kupplungskopf 16 mit einem Verteilerring 17 für die Zufuhr von Druckmittel zu den Kolben-Zylinder-Einheiten. Dies jeweils über die sich Hydraulikrohre zwischen dem Kupplungskopf 16 und den Hydraulikzylindern erstreckenden Kolbenstangen. Im Innern des Kupplungskopfes 16 sind verschwenkbare Fingerpaare 18, 19 angeordnet, die sich alternativ in Wirkverbindung mit dem Leitergestänge 5 bringen lassen. Die Zugfingerpaare 19 greifen während des Arbeitshubes, d.h. während des Ausfahrens der Kolbenstangen 15 solange in Gestängeöffnungen 20 ein, bis sie während des Einfahrens der Kolbenstangen 15 bzw. des Rückhubs nach der Hubumkehr als Schleppfinger über die Gestängeöffnungen 20 gleiten. Ähnlich arbeiten die Schubfinger 18, wenn die Vorrichtung beispielsweise beim bloßen Einschieben eines Gestängestrangs 5 ohne Werkzeug oder Rohrabschnitt in umgekehrter Richtung betrieben wird.
Die Fingerpaare werden mit Hilfe von Zugfedern in ihre Eingriffslage verschwenkt, wenn ein von Hand betätigter Stellring 21 verdreht wird. Dabei wirkt ein in eine Kulisse 22 eingreifender gerätefester Stift 23 als Drehbegrenzung für den Stellring und beim Erreichen seiner Anschlagslage in der Kulisse als Mitnehmerstift für einen die Finger tragenden Innenring. Während der Stellring des Kupplungskopfes 16 die Fingerpaare betätigt, die unter dem Einfluß von Zugfedern in ihre Arbeits- bzw. Eingriffsposition gelangen, bringen der Stellring und der Innenring die Finger im Verlaufe einer gemeinsamen 90°-Drehung in eine Lage über den Gestängeöffnungen. Die innenliegenden Enden der Finger besitzen Nasen, die in Nuten und auf sich über Schrägen anschließende Erhöhungen auf der Innenseite des Stellrings verschwenkt und axial verstellt werden.
Die Zugfinger 19 ziehen beim Ausfahren der Zylinderkolben 15 den Gestängestrang 5 in Richtung des Schachts 1, während die Schubfinger 18 den Gestängestrang beim Einfahren der Kolbenstangen 15 in Richtung auf das Erdreich bewegen (4).
Die Vorrichtung besitzt demgemäß zwei Arbeitsrichtungen, beispielsweise zum Ziehen eines Berstkopfes durch eine Altrohrleitung jeweils beim Ausfahren der Kolbenstangen 15 oder beim Einschieben nur des Gestänges 5 bis zum nicht dargestellten Startschacht.
Um beim Ziehen eines Werkzeugs eine Rückbewegung des Gestängestrangs 5 während des Einfahrens der Kolbenstangen 15 bzw. des Rückhubs der Hydraulikzylinder zu vermeiden, besitzt die Vorrichtung an ihrem in der Altrohrleitung befindlichen Ende ein ortsfestes bzw. über Streben 24 mit dem Futterrohr 9 oder dem Gehäuse 8 verbundenes ringförmiges Tragstück 25 für eine lösbare Gestängearretierung 26, die den Gestängestrang während des Zylinder-Rückhubs fixiert.
Die zeichnerischen Darstellungen machen deutlich, daß von der Antriebsvorrichtung lediglich etwa ein Viertel bis ein Drittel im Schachtinnern angeordnet ist. Demzufolge vergrößert sich der Freiraum hinter der Vorrichtung um das Maß des Abstandes zwischen der Schachtwandung und der Vorderseite des Tragstücks 25. Dadurch wird es möglich, entsprechend längere Gestängeabschnitte 6, 7 an das aus dem Kupplungskopf 16 herausragende Ende des Gestängestrangs 5 anzusetzen.
Eine weitere Vergrößerung des Freiraums im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren ergibt sich dadurch, daß die Vorrichtung über den Widerlagerschild 11 und die Verriegelungsgabel 13 auf einfache Weise an der Schachtwandung abgestützt ist und daher keine Widerlage-Verstrebungen erfordert, wie sie bei herkömmlichen Vorrichtungen und Verfahren üblich sind.

Claims

Verfahren zum Sanieren erdverlegter Altrohrleitungen, bei dem ein mit einem Antrieb verbundenes Werkzeug oder ein Rohrabschnitt von einem Startschacht zu einem Ziel- bzw. Maschinenschacht (1) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gestängeantrieb (4) mindestens teilweise in der Altrohrleitung angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gestängeantrieb (4) in einem in das Altrohr hineinragenden Futterrohr (9) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Futterohr (9) mit einem Widerlagerschild (11) versehen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gestängeantrieb (4) in dem Futterrohr (9) fixiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Werkzeug oder Altrohrabschnitt und dem Antrieb ein Gestänge (5) aus über Klinkenkupplungen miteinander verbundenen Gestängeabschnitten (6, 7) erstreckt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen linearen Schub-Zug-Antrieb (4) mit an einem Gestänge (5) angreifenden Kupplungsmitteln (18, 19).
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gestängeantrieb (4) in einem Steckgehäuse (8) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckgehäuse (8) mit eine Arretierung (13, 14) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung aus einer in eine Gehäusenut (14) eingreifenden Verriegelungsgabel (13) besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Steckgehäuse (8) ein Lagerstück (25) mit einer Gestängearretierung (26) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Futterrohr (9) ein Lagerstück (25) mit einer Gestängearretierung (26) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Futterrohr (9) mit einem Widerlagerschild (11) verbunden ist.