DE102006007820B4

DE102006007820B4 - laying manipulator

Info

Publication number: DE102006007820B4
Application number: DE200610007820
Authority: DE
Inventors: Olaf Stolzenburg
Original assignee: FORSCH FLUESSIGBODEN PRIVATWIRTSCHAFTLICHES UNTERNEHMEN GmbH; Forschungsinstitut fur Fluessigboden Privatwirtschaftliches Unternehmen GmbH
Current assignee: Forschungsinstitut fur Fluessigboden Pri De GmbH
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2026-02-18
Also published as: DE102006007820A1

Abstract

Verlegemanipulator zum Einsatz an Baumaschinen oder Trägergeräten zum Positionieren und Fügen von Hohlteilen (11), mit einem teleskopierbaren Aufnahmedorn (2), auf dessen Umfang mehrere, bezüglich der Längsachse des Aufnahmedorns beabstandete, radial spreizbare Spannelemente (9) angeordnet sind, die das zu manipulierende Hohlteil (11) an der Innenseite form- und/oder kraftschlüssig aufnehmen, wobei das zu manipulierende Hohlteil in Richtung seiner Längsache (z-Achse) ohne den Baggerarm oder das Trägergerät zu bewegen, verschoben werden kann, und wobei der Aufnahmedorn (2) aufgrund seiner Teleskopierbarkeit in Richtung seiner Längsachse (z-Achse) verschiebbar und mit einer Verschiebe- und Schwenkeinrichtung (13) zur Feinpositionierung des Hohlteils (11) verbunden ist.Laying manipulator for use on construction machines or carrier devices for positioning and joining of hollow parts (11), with a telescoping mandrel (2), on the periphery of a plurality, with respect to the longitudinal axis of the mandrel spaced, radially expandable clamping elements (9) are arranged to manipulate the Receive hollow part (11) on the inside positively and / or non-positively, wherein the hollow part to be manipulated in the direction of its longitudinal axis (z-axis) without the excavator or the carrier to move, can be moved, and wherein the receiving mandrel (2) due its telescoping in the direction of its longitudinal axis (z-axis) displaceable and with a displacement and pivoting means (13) for fine positioning of the hollow part (11) is connected.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verlegemanipulator zum Einsatz an Baumaschinen oder Trägergeräten zum Positionieren und Fügen von Hohlteilen und Rohren, insbesondere von Rohren in Gräben und Kanälen geringer Breite.The invention relates to a laying manipulator for use on construction machines or carrier devices for positioning and joining of hollow parts and pipes, in particular of pipes in trenches and channels of small width.

Für das Positionieren und Montieren der vorstehend genannten Hohlteile, wie beispielsweise beim Verlegen von Rohrleitungen, werden in der Regel Trägergeräte eingesetzt, die über spezielle Greifelemente verfügen. Das Ausrichten und Positionieren der Hohlteile erfolgt mittels bekannter Dreh- und Schwenkeinrichtungen der Trägergeräte. Die Positioniergenauigkeit hängt dabei im Wesentlichen von den subjektiven Erfahrungen und Fertigkeiten des Kranbedieners ab. Das Anfahren vorgegebener Fügepositionen erfolgt im meist über Sichtkontakt oder Einweispersonen.For the positioning and mounting of the aforementioned hollow parts, such as when laying pipelines, carrier devices are usually used, which have special gripper elements. The alignment and positioning of the hollow parts by means of known rotating and pivoting devices of the carrier devices. The positioning accuracy depends essentially on the subjective experience and skills of the crane operator. Approaching predetermined joint positions is usually via visual contact or instructors.

Beim Fügen einer größeren Zahl von Hohlteilen, wie beispielsweise im Rohrleitungsbau, ist es daher erforderlich, die Lage der Zielmarken, die der Erfassung der anzufahrenden Fügepositionen dienen, durch geschulte Hilfskräfte ständig neu zu überprüfen und bei Bedarf zu reagieren. Insbesondere bei der Arbeit in unwegsamem Gelände oder in innerstädtischen Bereichen steht regelmäßig nur ein begrenzter Raum für die Durchführung der Fügeprozesse zur Verfügung. Unter diesen Umständen ist der Einsatz bekannter Zielmarken, die der visuellen Erfassung der Fügeposition durch den Bediener dienen, nicht vom Bagger aus möglich.When joining a larger number of hollow parts, such as in piping, it is therefore necessary to constantly review the position of the targets, which serve to detect the joining positions to be approached by trained assistants and react when necessary. In particular, when working in rough terrain or in inner city areas is regularly only a limited space for performing the joining processes available. Under these circumstances, the use of known target marks, which serve to visually detect the joining position by the operator, is not possible from the excavator.

Aus der DE 101 03 748 A1 ist eine Anordnung zum Verlegen von Rohren bei Kanalbauarbeiten bekannt, bei der der Baggerführer alleine, ohne den Führerstand zu verlassen, mit einem speziellen Greifer Rohre aufnehmen und absetzen kann. Die Übertragung der Kräfte und Momente von dem speziell ausgebildeten Greifer auf die zu erfassenden Rohre erfolgt formschlüssig. Für den Einsatz des Greifers bei verschiedenen Rohrdurchmessern sind in jedem Fall ein Wechseleinsatz und ein Adapter erforderlich. Ein weiterer Nachteil ist, dass keine zentrische Erfassung und Aufnahme der Rohre ermöglicht wird. In der Folge treten somit am Hebezeug Momente auf, die insbesondere bei vertikalen Verfahrbewegungen zu einem Aufschaukeln der Last führen und eine exakte und schnelle Feinpositionierung unmöglich machen. Zudem ist mit der Zange wegen der pendelnden Aufhängung keine Fügekraft aufzubringen.From the DE 101 03 748 A1 an arrangement for laying pipes in sewer construction works is known in which the excavator operator alone, without leaving the cab, with a special gripper pick up pipes and can settle. The transmission of forces and moments of the specially designed gripper on the pipes to be detected takes place positively. For the use of the gripper with different pipe diameters, a removable insert and an adapter are required in each case. Another disadvantage is that no central detection and recording of the pipes is made possible. As a result, thus occur on the hoist moments that lead to a rocking of the load, especially in vertical traversing movements and make accurate and fast fine positioning impossible. In addition, with the pliers because of the pendulum suspension no joining force to apply.

Aus der DE 20 2004 000 661 U1 ist ein Fügemanipulator, mit einer, auf einem Tragwerk angeordneten Dreh- und Schwenkeinrichtung bekannt, die eine daran angeordnete, linear wirkende Verschiebeeinrichtung mit mindestens zwei selbstzentrierende Spannelemente aufweist. Die Verschiebeinrichtung verfügt dabei über eine Kraft-, Momenten- und/oder Wegmesseinrichtung und über Einrichtungen zur Positionierung der zu fügenden Teile durch optische, elektrische oder magnetische Erfassung von Signalen eines beabstandeten Senders.From the DE 20 2004 000 661 U1 is a joint manipulator, with a, arranged on a supporting structure rotating and pivoting device, which has arranged thereon, a linear-acting displacement device with at least two self-centering clamping elements. The displacement device has a force, torque and / or displacement measuring device and means for positioning the parts to be joined by optical, electrical or magnetic detection of signals from a remote transmitter.

In der US 3,958,704 A wird ein Verlegemanipulator vorgestellt, der das zu manipulierende Hohlteil durch mehrere radiale Arme von innen aufnimmt. Mindestens einer dieser Arme ist hydraulisch verlängerbar, wodurch das Rohr kraftschlüssig aufgenommen wird. Diese Lösung erlaubt keine Verlegung von Rohren kleinerer Nennweite, da die radial angeordneten Arme für einen geringen Spielraum beim Innendurchmesser des zu verlegenden Rohres zulassen. Auch besteht bei der Manipulation schwerer und langer Rohre ein nicht unerhebliches Risiko der Beschädigung des aufgenommenen Rohres durch hohe Hebelkräfte an der Aufnahme, resultierend aus der Gewichtskraft des zu manipulierenden Rohres oder durch zu hohe Anpresskraft des hydraulischen Elementes zur Aufnahme des Rohres. Des Weiteren muss die Bewegung in axialer Richtung des zu manipulierenden Hohlteiles bei der vorgeschlagenen Lösung durch den Arm der Baumaschine realisiert werden. Dies erfordert einen sehr geübten Bediener der Maschine, da die axiale Bewegung als Überlagerung verschiedener Bewegungen des Armes der Baumaschine ausgeführt werden muss und auch die Fügekräfte sehr filigran steuerbar sein müssen, um Beschädigungen am Hohlteil zu vermeiden. Auch bietet diese Lösung keine Möglichkeit bei nicht rotationssymmetrischen Hohlteilen kleinere Winkelabweichungen, zum Beispiel ausgelöst durch eine schief stehende Baumaschine, der beiden zu fügenden Hohlteile auszugleichen.In the US 3,958,704 A a laying manipulator is presented, which receives the manipulated hollow part by a plurality of radial arms from the inside. At least one of these arms is hydraulically extendable, whereby the tube is received frictionally. This solution does not allow the laying of tubes of smaller nominal size, since the radially arranged arms allow for a small margin in the inner diameter of the pipe to be laid. Also, in the manipulation of heavy and long pipes a considerable risk of damage to the recorded pipe by high leverage on the recording, resulting from the weight of the pipe to be manipulated or by excessive contact pressure of the hydraulic element for receiving the pipe. Furthermore, the movement in the axial direction of the hollow part to be manipulated in the proposed solution must be realized by the arm of the construction machine. This requires a very skilled operator of the machine, since the axial movement must be performed as a superposition of different movements of the arm of the construction machine and also the joining forces must be controlled very filigree to avoid damage to the hollow part. Also, this solution offers no possibility for non-rotationally symmetrical hollow parts smaller angular deviations, for example, caused by a tilted construction machine to compensate for the two hollow parts to be joined.

Die EP 0960851 A2 stellt eine Rohrlegevorrichtung vor, die über eine Rohrtragevorrichtung verfügt. Die Rohre werden hier nicht ausschließlich innen gehalten, sondern in einer zangenartigen Klemmung an der Innen- und Außenseite des Rohrs gefasst. Die Vorrichtung verfügt darüber hinaus über die Möglichkeit, in Längsrichtung des Rohres eine Verschiebung vorzunehmen und ist mit einer Schwenk- und Kippeinrichtung ausgestattet. Nachteilig ist hierbei, dass die Ausrichtung des Rohres in der Greifvorrichtung nicht mit hinreichender Zuverlässigkeit bestimmt werden kann. Darüber hinaus belastet die Greifart die Wandung des Rohres sehr stark.The EP 0960851 A2 presents a piping device having a pipe support device. The tubes are not kept inside only, but taken in a pliers-like clamp on the inside and outside of the tube. The device also has the ability to make a shift in the longitudinal direction of the tube and is equipped with a pivoting and tilting device. The disadvantage here is that the orientation of the tube in the gripping device can not be determined with sufficient reliability. In addition, the Greifart loaded the wall of the pipe very strong.

In der US 6,280,119 B1 wird eine Greifvorrichtung für Rohre offenbart, die diese an ihrem äußeren Umfang mit zangenartigen Greifern erfasst. Die Vorrichtung ist an einem Kran oder einer ähnlichen Tragvorrichtung angeordnet und bietet die Möglichkeit, beim Einbau in den Graben das Rohr nicht nur in seiner Höhe zu justieren, sondern dieses auch axial zu verschieben oder zu kippen. Nachteilig ist, dass durch das Erfassen des Rohres an seiner Außenseite stets zusätzlicher Raum im Graben benötigt wird, um die Greifer zu lösen.In the US 6,280,119 B1 discloses a gripping device for pipes, which detects these at its outer periphery with pliers-like grippers. The device is arranged on a crane or a similar carrying device and offers the possibility not only to adjust the height of the tube when installed in the trench, but also to displace or tilt the tube axially. The disadvantage is that by detecting the tube on his Outside always additional space in the trench is needed to loosen the gripper.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfachen, mit hoher Zuverlässigkeit arbeitenden Verlegemanipulator zum Positionieren und Fügen von Hohlteilen verschiedener Innenmaße und Längen, insbesondere von Rohren mit geringen Nennweiten, wie beispielhaft DN 500 und kleiner, in Gräben und Kanälen geringer Breite vorzuschlagen, der auch unter räumlich beengten Verhältnissen das sichere Anfahren der gewünschten Fügeposition ermöglicht.The object of the invention is to provide a simple, working with high reliability laying manipulator for positioning and joining of hollow parts of different internal dimensions and lengths, especially of pipes with small diameters, such as DN 500 and smaller, in trenches and channels of small width, which also under cramped conditions allows the safe start of the desired joining position.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Hauptanspruches. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.According to the invention the object is achieved by the features of the main claim. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Der ortsbewegliche Verlegemanipulator wird als Baugruppe am Ausleger eines Baggers oder einer für die Arbeitsaufgabe der Rohrverlegung geeigneten Baumaschine vorzugsweise mittels einer Schnellwechseleinrichtung, wie zum Beispiel Oil Quick, angekoppelt. Der Verlegemanipulator besteht im Wesentlichen aus einem radial spreiz- und/oder teleskopierbaren Aufnahmedorn, der das zu manipulierende Hohlteil durch radial ausfahrbare Spannelemente an dessen Innenseite, vorzugsweise in der Mitte, form- und/oder kraftschlüssig aufnimmt. Optional können insbesondere bei der Aufnahme längerer Hohlteile mehrere, bezüglich der Längsachse des Aufnahmedorns, beabstandete Spannelemente das Hohlteil fixieren. Dies reduziert vorteilhafterweise auch die elastische Verformung des Hohlteils aufgrund der eigenen Gewichtskraft. Alternativ erfolgt die Fixierung des Endes des Hohlteiles mit formschlüssigen Mitteln, wie beispielhaft einer konischen Ausbildung des Aufnahmedorns.The portable laying manipulator is coupled as an assembly on the boom of an excavator or a construction machine suitable for the task of pipe laying preferably by means of a quick-change device, such as Oil Quick. The laying manipulator consists essentially of a radially spreadable and / or telescoping mandrel, which receives the hollow part to be manipulated by radially extendable clamping elements on the inside, preferably in the middle, positive and / or non-positive. Optionally, in particular when receiving longer hollow parts, a plurality of clamping elements, spaced apart with respect to the longitudinal axis of the receiving mandrel, can fix the hollow part. This advantageously also reduces the elastic deformation of the hollow part due to its own weight. Alternatively, the fixation of the end of the hollow part is carried out with positive locking means, such as a conical design of the receiving mandrel.

Zum Verlegen wird zunächst das zu fügende Rohr mit Hilfe des Verlegemanipulators von einer Palette oder einem Transportfahrzeug entnommen. Dazu wird der auskragende Aufnahmedorn in das Innere des Hohlteiles eingefahren. Anschließend werden die auf dem Umfang des Aufnahmedorns angeordneten Klemmstücke radial ausgefahren, bis sie die Innenwandung des zu verlegenden Hohlteiles berühren. Das Aufspreizen der Klemmstücke erfolgt über einen oder mehrere Hydraulikzylinder, die direkt oder über ein Gestänge- oder Hebelsystem auf die Klemmstücke wirken. Durch die axialsymmetrische Anordnung der Klemmstücke wird eine exakte, zentrische Aufnahme des Hohlteiles realisiert, so dass dessen Längsachse mit der Längsachse des Aufnahmedorns fluchtend zusammenfallt. Dadurch ist es für den Baggerführer oder den Bediener der gleichwirkenden Baumaschine deutlich leichter möglich, das Hohlteil innerhalb des engen Grabens oder Kanals zu manipulieren und mit einem zuvor verlegten Rohr zu fügen. Dann wird das erfasste Hohlteil in den Kanalgraben eingeschwenkt und durch den Bagger in axialer Richtung vorpositioniert und anschließend in eine fluchtende Position zu dem zuvor installierten Anschlusshohlteil gebracht. Dabei kommt eine zwischen dem Ausleger der Baumaschine und dem Verlegemanipulator angeordnete Verschiebe- und Schwenkeinrichtung zum Einsatz. diese ermöglicht es kleinere Positionsabweichungen durch Verschiebung entlang der x- und y-Achse (Koordinationssystem siehe Figur) sowie durch Drehbewegung zum die y-Achse und y-Achse zu korrigieren. Nach Erreichen der exakten Position des zu fügenden Hohlteiles wird dieses durch eine axiale Bewegung des Aufnahmedorns entlang der z-Achse mit dem zuvor installierten Hohlteil verbunden. Durch die Bewegungsmöglichkeiten der Verschiebe- und Schwenkeinrichtung wird der Arbeitsvorgang wesentlich beschleunigt. Es ist durch den Bagger oder das Trägergerät nur noch eine grobe Vorpositionierung notwendig. Eine aufwendige und komplizierte Positionierung durch mehrmaliges Hin- und Herfahren entfällt, was insbesondere bei der Verlegung im Verbau sehr vorteilhaft ist, da dort ein erhöhtes Risiko der Kollision mit den Seitenwänden des Verbaus oder dessen Streben besteht. Ebenso wird die notwendige Arbeitszeit für den Fügevorgang minimiert.For laying, the pipe to be joined is first removed with the help of the laying manipulator from a pallet or a transport vehicle. For this purpose, the projecting mandrel is retracted into the interior of the hollow part. Subsequently, the arranged on the circumference of the mandrel clamping pieces are radially extended until they touch the inner wall of the hollow part to be laid. The spreading of the clamping pieces via one or more hydraulic cylinders which act directly or via a linkage or lever system on the clamping pieces. Due to the axially symmetrical arrangement of the clamping pieces an exact, central recording of the hollow part is realized, so that its longitudinal axis coincides with the longitudinal axis of the receiving mandrel in alignment. This makes it much easier for the excavator operator or the operator of the equivalent construction machine to manipulate the hollow part within the narrow trench or channel and to add it with a previously installed pipe. Then, the detected hollow part is pivoted into the channel trench and pre-positioned by the excavator in the axial direction and then brought into an aligned position to the previously installed terminal hollow part. In this case, arranged between the boom of the construction machine and the laying manipulator displacement and pivoting device is used. this allows smaller position deviations by displacement along the x- and y-axis (coordination system see figure) as well as by rotary motion to correct the y-axis and y-axis. After reaching the exact position of the hollow part to be joined this is connected by an axial movement of the mandrel along the z-axis with the previously installed hollow part. The possibility of movement of the displacement and pivoting device, the operation is significantly accelerated. It is necessary by the excavator or the carrier device only a rough pre-positioning. A complicated and complicated positioning by repeated reciprocating omitted, which is very advantageous especially when laying in the shed, since there is an increased risk of collision with the side walls of the construction or its pursuit. Likewise, the necessary working time for the joining process is minimized.

Nach dem Fügen des Spitzendes und dem Nivellieren des zu verlegenden Rohres wird das teleskopierbare Stativ ausgefahren, das an der hinteren, dem Ausleger zugewandten Seite (meist das so genannte Muffende eines Rohres) des Aufspreizdorns angeordnet ist. Die Anordnung der beiden Hydraulikzylinder des Stativs erlaubt eine Justierung des Endes des zu verlegenden Hohlteiles in horizontaler und vertikaler sowie axialer Richtung. Damit ist die Verlegung des Hohlteiles abgeschlossen.After joining the spigot end and leveling the pipe to be laid, the telescopic stand is extended, which is arranged on the rear, the boom-facing side (usually the so-called muffing a tube) of the expanding mandrel. The arrangement of the two hydraulic cylinders of the stand allows an adjustment of the end of the hollow part to be laid in the horizontal and vertical and axial directions. This completes the laying of the hollow part.

In einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt die Ausrichtung des zu verlegenden Hohlteiles in Bezug auf die Rohrtrasse mittels einer geschützt im Aufnahmedorn liegenden optoelektronischen Einrichtung, zum Beispiel einer Industriekamera. Insbesondere in sehr engen Gräben ist auch eine Sensorelektronik einsetzbar, welche mit einem schon vorher zum Beispiel im Abwasserschacht installierten Laserstrahl korrespondiert. Der Bediener hat dabei im Führerhaus über einen Monitor einen direkten Überblick über die Position des Hohlteiles beim Fügen. Vorzugsweise ist die Bedieneinheit zusammen mit dem Monitor der optoelektronischen Einrichtung als Fernbedienung ausgebildet, so dass der Bediener die Möglichkeit erhält, sich beim Fügen in der Nähe des Hohlteiles aufzuhalten und damit einen besseren Überblick bzw. direkten Einblick auf den Fügevorgang zu haben.In a preferred embodiment, the orientation of the hollow part to be laid in relation to the pipe route by means of a protected in the arbor optoelectronic device, for example, an industrial camera. In particular, in very narrow trenches and a sensor electronics can be used, which corresponds to a previously installed, for example, in the sewer manhole laser beam. The operator has in the cab via a monitor a direct overview of the position of the hollow part when joining. Preferably, the operating unit is designed together with the monitor of the optoelectronic device as a remote control, so that the operator gets the opportunity to reside in the joining in the vicinity of the hollow part and thus have a better overview or direct insight on the joining process.

Vorteilhafterweise ist die optoelektronische Einrichtung mit einem teleskopierbaren Arm oder einer Schiene verbunden, wodurch eine axiale Bewegung und Drehung der Kamera ermöglicht wird. Damit kann der Fügeprozess unmittelbar verfolgt und nach dessen Abschluss ist der Ist-Zustand der Fügestelle erfasst und dokumentiert werden. Eine nachträgliche und teure Kamerabefahrung zur Erfassung der Bauqualität kann so entfallen.Advantageously, the optoelectronic device is connected to a telescopic arm or a rail, whereby an axial Movement and rotation of the camera is possible. Thus, the joining process can be tracked immediately and after its completion, the actual state of the joint is recorded and documented. Subsequent and expensive camera inspection to record the quality of construction can be omitted.

Um die Taktzeit bei der Rohrverlegung zu minimieren wird das auskragende Ende des zuletzt gefügten Rohres auf einem Lager aufgelegt. Das Lager ist vorteilhaft als teleskopierbares und/oder spreizbares Stativ oder als pneumatischer Lagestabilisator ausgebildet. Die einzeln teleskopierbaren Stützen des Stativs sind hydraulisch höhen- und lageverstellbar und erlauben ein sicheres Positionieren des Stativs auch auf unebenen Flächen.In order to minimize the cycle time in the pipe installation, the projecting end of the last joined pipe is placed on a bearing. The bearing is advantageously designed as a telescopic and / or spreadable tripod or as a pneumatic position stabilizer. The individually telescopic supports of the stand are hydraulically height and position adjustable and allow a secure positioning of the tripod even on uneven surfaces.

Der Verlegemanipulator dient insbesondere dem Erfassen, der Lagepositionierung und dem Fügen von Rohren mit unterschiedlichen Querschnitten und aus verschiedenen Materialien, beispielhaft aus Beton oder Kunststoff für Schmutzwasser- und Regenwasserleitungen im Kanalbau. Durch die vorzugsweise Verbindung des innovativen Verlegemanipulators mittels einer Schnellwechseleinrichtung mit dem Ausleger kann der Bagger bei extrem kurzen Werkzeugwechselzeiten neben dem Verlegen der Rohre auch für andere Arbeiten im Kanal (Setzen von Verbauplatten, Grabenaushub, etc.) genutzt werden. Zwischenzeitlich wird der betreffende Abschnitt des Rohrgrabens mit bekannten Technologien punktuell im Bereich des plastisch einstellbaren Baustoff veränderlicher Konsistenz verfüllt. Aufgrund der kurzfristigen Erstarrung des plastisch eingestellten Baustoffes kann nachfolgend der Verlegemanipulator über die Schnellwechseleinrichtung erneut mit dem Bagger verbunden und das nächste, zu verlegende Rohr von der Palette oder dem Transportfahrzeug entnommen werden.The laying manipulator is used in particular for detecting, position positioning and the joining of pipes with different cross sections and of different materials, for example concrete or plastic for dirty water and rainwater pipes in sewer construction. By preferably connecting the innovative laying manipulator by means of a quick-change device with the boom, the excavator can be used for extremely short tool change times in addition to laying the pipes for other work in the channel (setting shingles, trenching, etc.). In the meantime, the relevant section of the trench is selectively filled with known technologies in the area of the plastically adjustable building material of variable consistency. Due to the short-term solidification of the plastically adjusted building material, the laying manipulator can subsequently be reconnected to the excavator via the quick-change device and the next pipe to be laid can be removed from the pallet or the transport vehicle.

In einer bevorzugten Weiterbildung weist der Verlegemanipulator eine Kraftmesseinrichtung zur Messung der Spannkräfte auf. Dies ermöglicht die Manipulation von mechanisch nicht sehr belastbaren Hohlteilen ohne deren Beschädigung. Vorzugsweise ist die Kraftmesseinrichtung mit einem Regelkreis gekoppelt, welcher die Kraft zur Aufnahme entsprechend der Belastungsgrenze des jeweiligen Hohlteiles regelt. Vorteilhafterweise kann eine weitere Kraftmesseinrichtung installiert werden, die die beim Fügen auf das Hohlteil wirkenden Anpresskräfte erfasst, um auch eine Beschädigung des Hohlteiles beim Fügen zu verhindern.In a preferred development, the laying manipulator has a force measuring device for measuring the clamping forces. This allows the manipulation of hollow parts that are not mechanically strong without damaging them. Preferably, the force measuring device is coupled to a control loop, which regulates the force for receiving in accordance with the load limit of the respective hollow part. Advantageously, a further force measuring device can be installed, which detects the pressing forces acting on the hollow part during joining in order to prevent damage to the hollow part during joining.

In einer alternativen Ausgestaltungsform weist der auskragenden Hohlteil des Aufnahmedorns an seinem Umfang ein oder mehrere ringförmig angeordnete Luftkissen auf, die einzeln oder gemeinsam mit Druckluft beaufschlagbar sind. Dadurch kann mit einfachen Mitteln eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Aufnahmedorn und der Innenwandung des aufzunehmenden Rohres hergestellt werden.In an alternative embodiment, the projecting hollow part of the receiving mandrel has on its circumference one or more annularly arranged air cushions which can be acted upon individually or together with compressed air. As a result, with simple means a frictional connection between the mandrel and the inner wall of the male pipe can be made.

In einer weiteren, gleichfalls bevorzugten Ausgestaltung ist der Aufnahmedorn elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch antreibbar, wobei die jeweilige Bewegung in verschiedenen Geschwindigkeiten von schnell bis sehr langsam ausgeführt werden kann. Dadurch kann ein gefühlvolles Einfädeln des auskragenden, beabstandeten Rohrendes ein die Muffe des bereits verlegten Rohres erfolgen.In a further, likewise preferred embodiment of the mandrel is electrically, pneumatically or hydraulically driven, the respective movement can be performed in different speeds from fast to very slow. As a result, a sensitive threading of the projecting, spaced-apart pipe end can take place in the socket of the already laid pipe.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel beschrieben und in Figurenzeichnungen dargestellt. Die Figur zeigt den auskragenden Ausleger des Rohrmanipulators mit einem etwa mittig aufgenommenen Rohr in geschnittener Darstellung.The invention will be described below in an embodiment and illustrated in figure drawings. The figure shows the cantilever boom of the pipe manipulator with a roughly centrally recorded tube in a sectional view.

Der Rohrmanipulator findet als Baugruppe an einem Universalbagger oder einer anderen geeigneten Arbeitsmaschine Verwendung. Um die Arbeitmöglichkeiten des Baggers nicht einzuschränken, ist der Rohrmanipulator über bekannte Schnellwechseleinrichtungen (z. B. „OilQuick”) mit einem Grundgestell (1) verbunden. An das Grundgestell schließt sich der auskragende Aufnahmedorn (2) an. Der Aufnahmedorn kann beispielhaft zylindrisch oder konisch gestaltet sein. Das Grundgestell (1) nimmt weiterhin die teleskopierbare Abstützung (3) auf, die nach dem Verlegen des aufgenommenen Rohres in die endgültige Einbauposition ein temporäres Verbleiben des Rohrmanipulators im Rohr zum Beispiel bis zur Ansteifung des als Verfüllmaterials aufgegebenen Flüssigboden ermöglicht. Zwischen dem Grundgestell (1) und dem Aufnahmedorn (2) ist eine Verschiebe- und Schwenkeinrichtung (13) angeordnet, welche nach einer Grobpositionierung des zu fügenden Rohres (11) durch den Bagger, das Rohr (11) ohne ein weiteres Bewegen des Baggers exakt positionieren kann.The pipe manipulator is used as an assembly on a universal excavator or other suitable work machine use. In order not to limit the working possibilities of the excavator, the pipe manipulator is known by known quick-change devices (eg "OilQuick") with a base frame ( 1 ) connected. To the base frame, the projecting mandrel closes ( 2 ) at. The receiving mandrel may be designed, for example cylindrical or conical. The basic frame ( 1 ) continues to use the telescopic support ( 3 ), which allows for the laying of the recorded pipe in the final installation position, a temporary retention of the pipe manipulator in the pipe, for example, to the stiffening of abandoned as backfill liquid soil. Between the base frame ( 1 ) and the mandrel ( 2 ) is a displacement and pivoting device ( 13 ), which after a coarse positioning of the pipe to be joined ( 11 ) through the excavator, the pipe ( 11 ) can accurately position without further movement of the excavator.

Die Lagefixierung des Rohres (11) und die Übertragung der Spannkräfte erfolgt im gezeigten Beispiel über eine Aufspreizeinrichtung, die auf die Innenwand des aufgenommene Rohres mit veränderbaren Kräften, je nach verwendeter Rohrart, wirkt. Dazu weist der Aufnahmedorn (2) einen zylindrischen Fortsatz auf, auf dessen Umfang verschiedene Muffen axial beweglich angeordnet sind. Die Verschiebemuffen (5) wirken auf Spannelemente (9), die bei der axialen Verschiebung der Verschiebemuffen (5) einen form- und/oder kraftschlüssigen Kontakt zur Innenwandung des aufzunehmenden Rohres (11) herstellen. Die am Ende des zylindrischen Fortsatzes des Aufnahmedorns (2) feststehend angeordnete Muffe (6) verhindert ein Abstreifen der Verschiebeelemente und der Spannelemente und wirkt zugleich als Widerlager, um das Aufspreizen der Spannelemente in radialer Richtung zu ermöglichen.The position fixation of the pipe ( 11 ) and the transfer of the clamping forces takes place in the example shown via a spreading device which acts on the inner wall of the recorded pipe with variable forces, depending on the type of pipe used. For this purpose, the mandrel ( 2 ) on a cylindrical extension, on the circumference of various sleeves are arranged axially movable. The sliding sleeves ( 5 ) act on clamping elements ( 9 ), which in the axial displacement of the sliding sleeves ( 5 ) a positive and / or non-positive contact with the inner wall of the male pipe ( 11 ) produce. The at the end of the cylindrical extension of the mandrel ( 2 ) fixedly arranged sleeve ( 6 ) prevents stripping of the displacement elements and the clamping elements and also acts as an abutment to allow the spreading of the clamping elements in the radial direction.

Die Spannkräfte werden direkt über hydraulisch oder pneumatisch wirkende Spannzylinder (7) auf die Spannelemente (9) übertragen und sind je nach Bedarf zum Beispiel bei verschiedenen Rohrmaterialien und Rohrarten veränderbar.The clamping forces are generated directly by hydraulic or pneumatic clamping cylinders ( 7 ) on the clamping elements ( 9 ) and can be changed as required, for example, with different pipe materials and types of pipe.

Bei Rohren mit einem größeren Verhältnis von Länge zu Durchmesser ist es vorteilhaft, wenn der Aufnahmedorn (2) an seinem, dem Grundgestell (1) zugewandten Ende leicht komisch geformt ist. Dadurch kann eine zusätzliche Zentrierung des Rohres und die Einleitung radialer Spannkräfte realisiert werden.For tubes with a greater length to diameter ratio, it is advantageous if the mandrel ( 2 ) at its, the base frame ( 1 ) facing end is slightly funny shape. As a result, an additional centering of the tube and the introduction of radial clamping forces can be realized.

Nach dem Fügen des aufgenommenen Rohres kann über die Schnellspanneinrichtung (10) der Ausleger des Baggers vom Rohrmanipulator getrennt werden, so dass der Bagger für andere technologische Arbeitsoperationen zur Verfügung steht. Das verlegte Rohr, dessen vorderes Ende über die teleskopierbare Abstützung im Rohrgraben exakt positioniert ist, kann nunmehr mit dem vorzugsweise eingesetzten, fließfähig einstellbaren Bodenaushub verfüllt werden, nachdem in einem ersten Arbeitsgang plastisches Verfüllmaterial das Rohrende lagestabil fixiert und als Querriegel den zu verfüllenden vom offenen Grabenbereich trennt. Nach dem Verfestigen des plastischen Verfüllmaterials kann der Baggerführer erneut die Verbindung zwischen Ausleger und Grundgestell des Rohrmanipulators herstellen, die Verspannung im Rohrinneren lösen und die gesamt Baugruppe axial aus dem verlegten Rohr herausfahren. Anschließend kann die Aufnahme des nächsten, zu verlegenden Rohres von einer Palette oder einem Transportfahrzeug erfolgen. In der Zeit, in der sich der Rohrmanipulator im zuletzt verlegten Rohr befindet, kann der Bagger aufgrund der vorhandenen Schnellwechseleinrichtung wieder mit dem Baggerlöffel arbeiten und die nächste Verbaubox setzen bzw. vorher den Graben weiter ausheben.After the joining of the received tube, the quick-release device ( 10 ) of the boom of the excavator be separated from the pipe manipulator, so that the excavator is available for other technological work operations. The laid tube, whose front end is precisely positioned on the telescoping support in the trench, can now be filled with the preferably used, flowable adjustable excavated soil, after fixed in a first step plastic backfill the pipe end position stable and as a cross bar to be filled from the open trench area separates. After solidification of the plastic backfill material, the excavator operator can re-establish the connection between the boom and the base frame of the pipe manipulator, release the tension in the pipe interior and move the entire assembly axially out of the laid pipe. Subsequently, the inclusion of the next, to be laid pipe from a pallet or a transport vehicle. In the time in which the pipe manipulator is in the last laid pipe, the excavator can work again with the excavator bucket due to the existing quick-change device and set the next Verbaubox or previously digging the trench further.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Grundgestellbase frame
22: Aufnahmedornarbor
33: Fortsatz des AufnahmedornsExtension of the mandrel
44: Abstützung/StativSupport / tripod
55: Verschiebemuffesliding sleeve
66: feststehende Muffefixed sleeve
77: Spannzylinderclamping cylinder
88th: Gelenkverbindungarticulation
99: Spannelementclamping element
1010: SchnellwechseleinrichtungSchnellwechseleinrichtung
1111: Rohr/HohlteilTube / hollow part
1212: Ausleger des BaggersBooms of the excavator
1313: Verschiebe- und SchwenkeinrichtungSliding and pivoting device

Claims

Laying manipulator for use on construction machines or carrier devices for positioning and joining hollow parts ( 11 ), with a telescoping mandrel ( 2 ), on whose circumference a plurality of radially spaced apart, with respect to the longitudinal axis of the receiving mandrel, radially expandable clamping elements ( 9 ) are arranged, which is to be manipulated hollow part ( 11 ) receive on the inside positively and / or non-positively, wherein the hollow part to be manipulated in the direction of its longitudinal axis (z-axis) without the excavator or the carrier to move, can be moved, and wherein the mandrel ( 2 ) due to its telescoping in the direction of its longitudinal axis (z-axis) displaceable and with a displacement and pivoting device ( 13 ) for fine positioning of the hollow part ( 11 ) connected is.

Laying manipulator according to claim 1, characterized in that the displacement and pivoting device ( 13 ) means for displacing the mandrel ( 2 ), wherein this via one or more clamping cylinder ( 7 ) is extendable directly or via linkage or lever.

Laying manipulator according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping elements ( 9 ) via one or more clamping cylinders ( 7 ) are extendable directly or via linkage or lever.

Laying manipulator according to one of the preceding claims, characterized in that the laying manipulator has a force measuring device for detecting the pressing forces acting during joining.

Laying manipulator according to one of the preceding claims, characterized in that the laying manipulator a force-measuring device for detecting the when receiving the hollow part to be manipulated ( 11 ) acting forces.

Laying manipulator according to claim 4 or 5, characterized in that the force measuring means are connected to a control loop, which prevents the exceeding of a force limit.

Laying manipulator according to one of the preceding claims, characterized in that the laying manipulator an optoelectronic device for detecting the position of the hollow part to be manipulated ( 11 ) having.

Laying manipulator according to claim 7, characterized in that the optoelectronic device protected at the front, projecting in the mounting direction part of the receiving mandrel ( 2 ) is arranged.

Laying manipulator according to claim 7 or 8, characterized in that the optoelectronic device is connected to a telescopic arm or a rail.

Laying manipulator according to one of the preceding claims, characterized in that the operating unit is designed to control the movement of the laying manipulator as a remote control.

Laying manipulator according to one of the preceding claims, characterized in that the laying manipulator a tripod ( 4 ) having at least one adjustable support.

Laying manipulator according to claim 11, characterized in that the tripod ( 4 ) two V-shaped arranged hydraulic cylinder for positioning and adjustment of the hollow part to be manipulated ( 11 ) having.

Laying manipulator according to one of the preceding claims, characterized in that the laying manipulator has an adapter, which via a quick-change device ( 10 ) is releasably connected to the construction machine or the hoist.

Laying manipulator according to one of the preceding claims, due to the by the radially expandable clamping elements ( 9 ) is suitable, the location of the hollow part to be installed z. B. a pipe from the horizontal to change the vertical and so the installation of a pipe in tight spaces such. B. as a threading of the pipe without risk to people and material in built-trench areas to allow.