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Die Erfindung betrifft ein Rohrverlegegerät insbesondere für Abwasserkanäle gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Man benutzt für Abwasserkanäle in erster Linie Betonrohre, die im Querschnitt meist kreisrund, oval oder rechteckig sind und Durchmesser von 300 mm bis 2.500 mm haben können. Eine typische Rohrlänge, z. B. von Stahlbetonrohren, beträgt 2,5 m. Dichte Verbindungen zwischen den Rohrstücken sind wichtig, denn bei defekten Kanalsystemen besteht stets die Gefahr der Verseuchung von Boden und Grundwasser. Zudem könnte Grundwasser von außen in die Kanäle eintreten.
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Im Rohr-Herstellerwerk können die Rohre auf Dichtheit kontrolliert werden. Hingegen läßt sich die Dichtheit an den Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Rohren erst auf der Baustelle prüfen, nämlich nach der Verlegung. Für diese benötigt man jedenfalls bei schweren, im Durchmesser über 500 mm großen Rohren Hilfsmittel, die ein Anheben zum Transport, ein Absenken an gewünschter Stelle und ein dichtes Heranrücken an ein existentes Rohr bzw. einen Systemanschluß ermöglichen.
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Herkömmliche Rohrverlegegeräte ermöglichen das Heben und Ziehen von außen, beispielsweise gemäß
DE 36 10 836 C2 . Danach sind zum Verbinden von Rohren kleineren Durchmessers zwei parallele Rohrgreifzangen vorgesehen, die an den Enden der zu verbindenden Rohre mit hydraulisch betätigbaren Spannarmen angreifen und durch eine Traverse sowie durch Zugzylinder längsverbunden sind. Beim Verspannen der Rohrgreifzangen kann es vorkommen, daß sich das Gerät etwas anhebt und eventuell die Rohrenden zueinander leicht verkantet. In engem Grabenverbau ist der Platzbedarf des Geräts ungünstig, da die über den Rohrdurchmesser hinausragenden Spannarme zusätzlichen Bewegungsraum benötigen. Ebenfalls für kleinere Rohre, z. B. mit einem Durchmesser unter 400 mm, die an einem Ende eine Glockenmuffe aufweisen, sieht
DE 42 44 331 C2 eine Spanneinheit mit zwei Spannbügeln vor, die über Lenker mit einer mittig dazwischen sitzenden Traverse gelenkverbunden sind, welche an der Rohroberseite abstützbar ist. Am Muffenende des anzuschließenden Rohrs wird ein Zughakenpaar stirnseitig angesetzt, an dem eine Kette einhakbar ist, die über Umlenkrollen mit einer Umlenkschleife durch den Stützzylinder gespannt wird, um das neue Rohr mit seinem freien Ende in die Glockenmuffe des vorhandenen Rohrs einzuziehen. Auch hier überragen die Spannbügel den muffenseitigen Maximal-Rohrdurchmesser, was in engen Gräben nachteilig ist.
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Ähnlich greift bei einem Gerät laut
AT 264 224 C2 am Muffenende ein Bügelpaar an, von dessen Enden je ein Seilzug ausgeht, der durch ein am nächsten Muffenende angebrachtes Druckhaupt seitlich hindurchläuft und an einem Zughaupt endet, das waagebalkenartig durch einen Hydraulikzylinder gegenüber dem Druckhaupt abgestützt ist. Die verhältnismäßig leicht gebaute Vorrichtung ist für Rohre kleineren Durchmessers geeignet und beansprucht ebenfalls seitlichen Freiraum.
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Für Betonrohre großen Durchmessers, in denen Bedienungspersonen stehen können, wird beispielsweise laut
DE 28 17 632 C2 ein einfahrbarer, rädergestützter Wagen mit einem Rahmen benutzt, an dem zwei Teleskopstreben oder Stempel angelenkt sind. Diese sind durch zwei hydraulische Schwenkzylinder winkelverstellbar und an ihren oberen Enden mit federbelasteten Führungssegmenten gelenkverbunden, die sich gegenüber dem Wagenrahmen an die obere Rohrinnenwand anlegen. Stirnseitig greift am Muffenende ein z. B. balkenförmiges Widerlager für einen Seilzug an, der mit einem weiteren, rahmenseitig an einer Querstrebe abgestützten Hydraulikzylinder das Einziehen des anzuschließenden Rohrs bewirkt. Bei solchen Vorrichtungen sind zu hohe Radialspannungen und in deren Folge Materialschäden grundsätzlich nicht auszuschließen, wenn etwa das Zusammenspiel der Hydraulikzylinder gestört wird. Unter ungünstigen Umständen könnte auch eine Personengefährdung eintreten.
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Beim bisherigen offenen Verbau sind beiderseits des Rohrs allgemein Abstände von wenigstens 0,5 m erforderlich, um das Erdreich fachgerecht zu verdichten und einen Einsturz der Grabenwand möglichst zu verhindern. Das hat zur Folge, daß herkömmlich beträchtliche Volumina auszuheben und zu lagern, dann zu verfüllen und zu verdichten sind. Das ist mit großem Kostenaufwand verbunden.
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Es ist allgemeines Ziel der Erfindung, den Aufwand zu senken und unter Überwindung der Nachteile des Standes der Technik zur Graben-Verlegung von Rohren, namentlich für Abwasserkanäle, wirtschaftliche Mittel zu schaffen, mit denen Verbindungen aneinander anschließender Rohre vor Ort rasch, in materialschonender Weise und gut dichtend herzustellen sind. Insbesondere soll das zuverlässige Verlegen von Rohren mit ebenem Aufsetzboden ermöglicht werden.
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Hauptmerkmale der Erfindung sind in Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 16.
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Ein Rohrverlegegerät, insbesondere Rohrhebe- und Rohrschiebegerät für Abwasserkanäle, mit Trag- und Spannmitteln zum Erfassen und Heben sowie zum Versetzen von Einzelrohren, die an gewünschter Stelle an ein existentes Rohr oder einen Systemanschluß anzuschließen sind, wobei zur Verbindung mit einem Bagger-Wechselsystem ein Anschlußkörper vorhanden ist, der mit einem Block bzw. einer Konsole starr verbunden oder einstückig ist, und der Block bzw. die Konsole wenigstens einen endseitig in das zu verlegende Rohr einführbaren Tragdorn haltert, zeichnet sich erfindungsgemäß laut Anspruch 1 dadurch aus, daß mit dem Block und/oder dem Tragdorn wenigstens ein Schubzylinder fest verbunden ist, der bzw. dessen Kolben sich an einem an dem Rohr-Ende angreifenden Schubbalken abstützt, und dass zur Halterung und Führung des Schubzylinders eine unter dem Tragdorn angeordnete Traverse vorgesehen ist, welche ebenfalls fest mit dem Block verbunden ist.
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Ein spezieller Aspekt der Erfindung besteht mithin in der Schaffung eines Rohrhebe- und Rohrschiebegeräts, das direkt an einen Bagger anschließbar ist, insbesondere an eine Schnellwechseleinrichtung des Baggers, weil ein solcher wohl auf jeder Baustelle vorhanden und ohne weiteres einsetzbar ist. Meist sind moderne Bagger mit einem Schnellwechselsystem ausgerüstet, um Werkzeuge wie Schaufel, Verdichtungsgerät, Abbruchzange usw. ohne manuelles Zutun an- und abkoppeln zu können. Derartige Wechselsysteme verfügen häufig auch über eine ”Tilt”-Funktion, d. h. über die vorteilhafte Möglichkeit des Kippens bzw. Schwenkens um eine horizontale Längsachse. Ferner lassen sich die Werkzeuge zum Teil an das Hydrauliksystem des Baggers anschließen. Dieses Bagger-Potential wird im Rahmen der Erfindung in Verbindung mit dem Rohrverlegegerät genutzt, um fachgerechtes, zuverlässiges Rohrverlegen zu gewährleisten. Die Verwendung des Baggers allein zum Rohrdrücken wird jedoch vermieden, weil seine hinreichend genaue Steuerung sehr schwierig und aufwendig ist. Außerdem könnten fallweise zu hohe Druckkräfte die Muffe und/oder Dichtung des Rohrsystems beschädigen.
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Das neuartige Gerät eignet sich besonders zum Verlegen von Rohren mit ebenem Aufsetzboden nach Prof. Stein. Mit der Erfindung ist nämlich eine Vorrichtung geschaffen, die sich auf engstem Raum und ohne seitlich überstehende Teile in einem Grabenverbau einsetzen läßt. Dadurch sind beiderseits des Rohrs nur minimale Abstände zur Grabenwand erforderlich. Das Ausheben, Lagern, Verfüllen und Verdichten ist demzufolge auf das unbedingt nötige Erdreich-Volumen beschränkt, und entsprechend reduziert sich der Zeit- und Kostenaufwand hierfür außerordentlich.
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Der Anschlußkörper ist bevorzugt eine Schraubplatte, d. h. eine mit Bohrungen und/oder Gewindelöchern in geeigneter Anordnung versehene Platte, so daß die Verbindung mit dem Wechselsystem des Baggers ohne Komplikationen und schnell vor sich geht. Vorteilhaft ist der Block als rippenversteifte Konsole mit einem Tragarm gestaltet, der besondere Stütz- und Haltefunktionen ausüben kann und relativ zu dem Anschlußkörper abgewinkelt ist, vorzugsweise um etwa 90° oder mehr. Über den Tragarm oder direkt kann der Anschlußkörper mit einer Dreheinheit verbunden sein, die zentral unter dem Anschlusskörper angeordnet ist und eine Winkelverstellung zum Einjustieren der Richtung des Tragdorns gestattet, damit dieser exakt achsparallel in das zu verlegende Rohr einführbar ist. Dabei ist die Dreheinheit vorzugsweise trommelförmig ausgebildet. Der Block oder die Konsole kann auch zwei oder mehr zueinander parallele Tragdorne haltern. Zur Drehverstellung zwecks Horizontalwinkel-Ausrichtung ist es günstig, wenn die Dreheinheit durch einen an dem Block oder dem Tragarm befestigten Druckzylinder beweg- und festsetzbar ist.
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Zur Ausrichtung des Blocks und/oder des Tragdorns in Bezug auf das zu verlegende Rohr ist eine Zentrierhilfe und/oder ein Laser-Justiermittel vorgesehen. Die Zentrierhilfe kann z. B. zwei ausziehbare Stangen oder Teleskoprohre aufweisen, die einerends an dem Block angelenkt sind und anderenends ein Aufsatzstück sowie eine Stellspindel zur Höhenjustierung haben. Für die Lagefixierung des Blocks und/oder des Tragdorns nach genauer Positionierung ist zweckmäßig eine hydraulische Spanneinheit vorhanden. Hierzu kann an dem Tragarm des Blocks ein Anschlagstück angelenkt sein, das der Rohrkrümmung vorteilhaft zumindest näherungsweise angepaßt und z. B. mittels eines weiteren Druckzylinders auf das zu verlegende Rohr preßbar ist.
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Indem mit dem Block oder mit dem Schubbalken eine Traverse, ein Rahmen o. dgl. verbunden ist, die bzw. der den Schubzylinder geführt haltert, kann die Schubkraft in genauer Ausrichtung auf das Rohr-Ende von dem Block oder der Konsole abgestützt werden, wobei der Bagger die Reaktionskräfte aufnimmt. Reicht das nicht aus, so kann eine Zusatzstütze oder Innenstrebe vorgesehen sein, die mit beiden Enden an der Innenwandung des Rohrs klemmend abstützbar ist.
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Der oder jeder Tragdorn ist bevorzugt mit einer Wange starr verbunden, die an dem Block oder der Konsole durch Streben abgestützt ist, was die Steifigkeit der Konstruktion erhöht. Infolgedessen können große Schub- und Reaktionskräfte übertragen werden, vor allem wenn die Streben beiderseits des Schubzylinders, also symmetrisch, angeordnet und mit dem Schubbalken fest verbunden sind. Außerdem können die Streben als Führungsschienen ausgebildet sein, die je einen Begrenzer für den Kolbenweg des Schubzylinders führen und letzteren dadurch ebenfalls stabilisieren.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:
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1 eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Rohrverlegegeräts,
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2 eine Seitenansicht des Geräts von 1,
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3 eine Draufsicht auf das Gerät von 2,
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4 eine Vorderansicht des Geräts von 2 bzw. 3 und
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5 eine Seitenansicht entsprechend 2, jedoch eingefahren in ein Rohr.
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Aus 1 bis 4 geht ein Rohrverlegegerät 10 hervor, dessen Hauptkörper von einem konsolenförmigen Block 12 gebildet ist. Er hat einen Tragarm 14, der fest mit einer z. B. trommelförmigen Dreheinheit 16 verbunden ist, die oben einen Anschlußkörper in Form einer Schraubplatte 18 trägt. Zum Betätigen und Festsetzen der Dreheinheit 16 dient ein Druckzylinder 36, der dazu an einem Gelenk 46 angreift.
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Der Block bzw. die Konsole 12 haltert wenigstens einen Tragdorn 20, im gezeichneten Ausführungsbeispiel einen Doppeldorn. Darunter befindet sich eine Traverse 22, die fest mit der Konsole 12 verbunden ist, einen Querbalken 23 aufweist und einen Schubzylinder 24 haltert und führt.
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Am Tragarm 14 ist eine Spanneinheit 26 angebracht, von der Stützarme in Form zweier Lenker 28 zu einem Anschlagstück 30 abgehen, das zur Auflage auf einem (hier nicht dargestellten) zu verlegenden Rohr bestimmt ist. Die Lenker 28 sind mit Gelenken 27 bzw. 29 einerseits am Tragarm 14 und andererseits an dem Anschlagstück 30 angebracht. Sobald das Rohr R (5) verlegt ist, kann ein weiterer (in den Zeichnungen nicht erkennbarer) Hydraulikzylinder auf das Anschlagstück 30 eine Anpreßkraft ausüben.
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Zum Angriff an dem Muffen-Ende M des zu verlegenden Rohrs R (5) ist im oberen Bereich der Konsole 12 eine Schubplatte 42 und im unteren Bereich ein Schubbalken 32 vorgesehen. Eine Wange 34 verbindet den Doppel-Tragdorn 20 mit der Traverse 22. Diese ist U-förmig gestaltet und hat beiderseits des Schubzylinders 24 als Führungsschienen ausgebildete Streben 35, auf denen Begrenzer 45 gleitbeweglich sind, die in der Ausgangslage an der Konsole 12 anliegen und beim Ausfahren des Kolbens des Schubzylinders 24 bis an den Querbalken 23 der Traverse 22 gelangen können.
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Eine Zentrierhilfe 38 hat zwei am oberen Ende des Blocks 12 angelenkte Teleskoprohre oder Stangen 40, deren Auszugslänge mittels Feststellern 41 fixiert werden kann. Ein Aufsatzstück 48, das ebenso wie das Anschlagstück 30 vorzugsweise der Krümmung des zu verlegenden Rohrs wenigstens ungefähr angepaßt ist, dient zur Abstützung der Zentrierhilfe 38 auf einem (nicht gezeichneten) bereits verlegten Rohr. Zur Höhenjustierung ist eine vertikale Stellspindel 44 vorgesehen. Wahlweise oder zusätzlich kann eine (nicht dargestellte) Laser-Einrichtung vorhanden sein, insbesondere im unteren Bereich der Konsole 12.
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Das Rohrverlegegerät 10 enthält vorzugsweise ein eigenes, batteriegespeistes Hydrauliksystem zur Versorgung der Druckzylinder, doch ist auch ein Anschluß an den Hydraulikkreislauf des Baggers ohne weiteres möglich. Bei der Verlegearbeit steht ein Bediener am besten auf dem zuletzt verlegten Rohr, um das Zusammenfügen mit dem neuen Rohr aus der Nähe zu überwachen und mit Hilfe eines Steuergeräts zu lenken, das in üblicher Weise mit Tasten versehen sein kann und die Hydraulik über Kabel oder Funk steuert.
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Die Verwendungsweise des Geräts 10 ergibt sich anhand von 5. Sobald die Platte 18 mit dem Bagger-Wechselsystem verschraubt ist, erfolgt die Aufnahme des zu verlegenden Rohrs R. Falls das Bagger-Wechselsystem bei diesem Vorgang nicht in derselben Richtung wie das Rohr R steht, kann das Gerät 10 mittels der Dreheinheit 16 um eine senkrechte Achse in die korrekte Richtung verschwenkt werden. Sodann wird das Gerät 10 mit dem Doppel-Tragdorn 20 in das Rohr R eingefahren, bis der Schubbalken 32 und die Schubplatte 42 am Muffen-Ende M des Rohrs R zum Anschlag kommen und sich der Doppel-Tragdorn 20 von unten an zwei Linienbereichen der Innenwand anlegt.
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Nach Verspannung von oben mittels der Spanneinheit 26 kann das Rohr R mit dem Bagger angehoben und zur Verlegestelle verbracht werden, und zwar möglichst nah an das zuletzt verlegte Rohr heran. Das nun benachbarte Ende des Rohrs R weist einen Ansatz A auf, der in das Muffen-Ende des vorangehenden (nicht gezeichneten) Rohrs dicht passend eingebracht werden soll. Die Teleskoprohre 40 können, wie in 5 gestrichelt angedeutet ist, so weit ausgezogen werden, daß das Aufsatzstück 48 der Zentrierhilfe 38 auf dem bereits verlegten Rohr zur Auflage gelangt. Mittels der Stellspindel 44 kann die richtige Höhe einjustiert werden. Um eine Überlastung der Zentrierhilfe 38 zu vermeiden, wird sie bei unerwünschter Krafteinwirkung von den Stangen 40 nach oben weggeschwenkt. Eine Feinausrichtung läßt sich mit einem Laserstrahl bewirken, der von einer (nicht dargestellten) Laser-Einrichtung ausgeht, die z. B. am Bagger-Wechselsystem angeordnet sein kann.
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Der vorteilhaft im unteren Drittel des Blocks bzw. der Konsole 12 befindliche und in der Traverse 22 gehaltene Schubzylinder 24 kann jetzt betätigt werden, um das Rohr R mit dem Ansatz A in das Muffen-Ende des zuvor verlegten Rohrs gleichmäßig einzudrücken. Die dabei auftretenden Gegenkräfte fängt der Bagger auf.
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Ist der Fügevorgang beendet, so wird der Kolben des Schubzylinders 24 zurückgefahren und die Verspannung am Rohr R wird gelöst. Das Gerät 10 kann sodann mit dem Bagger aus dem Graben gehoben und zum nächsten Rohr gebracht werden.
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Bei offenem Verbau werden die Arbeiten nicht selten durch Querleitungen behindert, z. B. durch Hausanschlüsse. Außerdem sind, um Wand-Einstürze zu verhindern, im Verbau oft horizontale Spreizen eingesetzt, deren Abstände sich meist nicht mit der Länge zu verlegender Rohre decken, weshalb es immer wieder dazu kommt, daß sich an oder nahe der Verlegestelle eine Spreize befindet. Um dem zu begegnen, stattet man das Gerät 10 mit einem Schubzylinder 24 aus, der einen übergroßen Kolbenhub ermöglicht. Der Ansatz A des Rohrs R wird dann in einen vorbestimmten Abstand von z. B. 400 mm vor dem Muffen-Ende des vorhergehenden Rohrs in Position gebracht und nun der ganze Kolbenhub von z. B. 500 mm ausgenutzt, um mit der Hubdifferenz – im genannten Beispiel 100 mm – das Rohr R in die verlegte Muffe einzuschieben.
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Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. Beispielsweise muß der Block 12 nicht unbedingt eine C-förmige Struktur aufweisen. Der Tragdorn oder das Tragdornpaar 20 kann profiliert sein, um mit besserer Lastverteilung an der Rohr-Innenwand anzugreifen. Zur Anpassung an die Rohrkrümmung, vor allem bei sehr großen Rohren, könnte zwischen zwei Tragdornen 20 ein dritter (mittlerer), gegebenenfalls höhenverstellbarer Tragdorn vorgesehen werden. Ferner kann als Zusatzstütze eine Innenstrebe für den Fall vorgesehen werden, daß der Bagger allein die beim Einschieben des Rohrs R auftretenden Reaktionskräfte nicht bzw. nur teilweise aufzunehmen vermag. Eine solche Innenstrebe kann schwimmend im Verbau gelagert werden und sich mit Anlagepratzen verklemmen lassen, bevorzugt mittels hydraulischer Verspannung. Dabei legt man die Zusatzstütze bevorzugt in die Ebene der Schubzylinder-Achse, um Kippmomente auszuschließen.
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Man erkennt, daß das erfindungsgemäße Rohrverlegegerät 10 in bevorzugter Ausführungsform als Rohrhebe- und Rohrschiebegerät ausgebildet ist und über einen Anschlußkörper 18 zum Verbinden mit einem Bagger-Wechselsystem verfügt, ferner über eine an dem Anschlußkörper 18 angreifende Dreheinheit 16 und über einen insbesondere abgewinkelten Block, eine Konsole 12 u. dgl. zur Halterung wenigstens eines Tragdorns 20, der das jeweils zu verlegende Rohr R aufnimmt. Zu dessen Positionierung ist eine Zentrierhilfe 38 und/oder ein Laser-Justiermittel vorgesehen. Mit Hilfe einer hydraulischen Spanneinheit 26 ist die eingestellte Lage fixierbar. Wenigstens ein Schubzylinder 24, der zwischen einer Traverse 22 und einem Schubbalken 32 angeordnet ist, liefert eine dosierte Schubkraft zum gleichmäßigen Einschieben des Rohrs R in das offene Ende eines bereits verlegten Rohrstrangs.
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Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- A
- Ansatz
- E
- Rohr-Ende
- M
- Muffen-Ende
- R
- zu verlegendes (Einzel-)Rohr
- 10
- Rohrverlegegerät
- 12
- Block/Konsole
- 14
- Tragarm
- 16
- Dreheinheit
- 18
- Anschlußkörper/-platte
- 20
- (Doppel-)Tragdorn
- 22
- Traverse
- 23
- Querbalken
- 24
- Schubzylinder
- 26
- Spanneinheit
- 27
- Lager
- 28
- Stützarme/Lenker
- 29
- Gelenke
- 30
- Anschlagstück
- 32
- Schubbalken
- 34
- Wange
- 35
- Führungsschienen/Streben
- 36
- Druckzylinder
- 38
- Zentrierhilfe
- 40
- Teleskoprohre/Stangen
- 41
- Feststeller
- 42
- Schubplatte
- 44
- Stellspindel
- 45
- Begrenzer
- 46
- Gelenk
- 48
- Aufsatzstück
