DE102011000738B3

DE102011000738B3 - Aufweitwerkzeug zum Aufweiten einer im Erdreich vorhandenen Durchgangsöffnung

Info

Publication number: DE102011000738B3
Application number: DE201110000738
Authority: DE
Inventors: Dietmar Jenne; Manfred Neumann
Original assignee: Terra AG fuer Tiefbautechnik
Current assignee: Terra AG fuer Tiefbautechnik
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2012-07-12
Anticipated expiration: 2031-02-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Aufweitwerkzeug zum Aufweiten einer im Erdreich vorhandenen Durchgangsöffnung. Das Aufweitwerkzeug (16) hat einen Verbindungsbereich (38), mit dem ein Verbindungselement (36) zum Ausüben einer Zugkraft (FZug) auf das Aufweitwerkzeug (16) verbindbar ist. Ferner hat das Aufweitwerkzeug (16) einen Aufweitbereich (28, 30), der zumindest in einem Bereich (30) einen größeren Querschnitt als die im Erdreich (12) vorhandene Durchgangsöffnung (14) hat. Das Aufweitwerkzeug umfasst ein elastisch verformbares Element (58), das sich beim Ausüben einer Zugkraft (FZug) auf den Verbindungsbereich (38) elastisch verformt und dabei eine Zugkraft auf den Aufweitbereich (28, 30) ausübt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufweitwerkzeug und eine Vorrichtung zum Aufweiten einer im Erdreich vorhandenen Durchgangsöffnung sowie eine Vorrichtung zum Aufweiten einer Durchgangsöffnung im Erdreich mit Hilfe eines solchen Aufweitwerkzeugs. Aufweitwerkzeuge werden genutzt, um im Erdreich vorhandene Durchgangsbohrungen aufzuweiten oder im Erdreich verlegte Rohrleitungen zu erneuern. Mit Hilfe bekannter Aufweitwerkzeuge können Rohrleitungen mit Durchmessern von 1,5 Zoll bis 10 Zoll bzw. DN 40 bis DN 250 aus Guss, Stahl, Steinzeug oder Polyethylen sowie Polyvinylchlorid erneuert werden, indem die vorhandene Rohrleitung mit Hilfe des Aufweitwerkzeugs zerstört, die Öffnung erweitert und ein neues Rohr, vorzugsweise ein Kunststoffrohr aus Polyethylen bis zu einem Nenndurchmesser von 250 mm eingezogen wird. Eine solche Rohrerneuerung ist in Längenabschnitten bis zu 125 Metern sicher und einfach durchführbar.
Eine Vielzahl bekannter Zugvorrichtungen zum Ziehen des Aufweitwerkzeugs durch eine im Erdreich vorhandene Öffnung, insbesondere in eine im Erdreich verlegte Rohrleitung, können Zugkräfte bis zu 400 kN erzeugen. Für größere Rohrdurchmesser sind weitere Zugvorrichtungen bekannt, die Zugkräfte von beispielsweise bis zu 2.500 kN erzeugen können. Für diese Zugvorrichtungen werden jedoch relativ große Baugruben und aufwändige Widerlager, beispielsweise aus Beton, benötigt.
Bei den bekannten Zugvorrichtungen wirkt die Zugkraft über ein Verbindungselement, wie einem Zugseil, einer Zugkette oder einem Gestänge, auf das Aufweitwerkzeug. Dazu wird das Verbindungselement durch das Altrohr bzw. durch das vorhandene Durchgangsloch hindurch geschoben. Anschließend wird das Aufweit- bzw. Berstwerkzeug, das insbesondere ein Aufschneidwerkzeug zum Zerstören der alten Rohrleitung sowie einen Aufweitkonus umfasst, an dem der Zugvorrichtung gegenüberliegenden Ende mit dem Verbindungselement verbunden. Ferner wird das neu einzuziehende Rohr mit dem Aufweitkonus verbunden, sodass dieses beim Vortrieb des Aufweitwerkzeugs in einem Arbeitsgang mit in die aufgeweitete Öffnung eingeführt wird.
Eine zum Aufweiten einer Durchgangsöffnung einsetzbare Zug-/Schubeinheit in Verbindung mit einem Gestänge ist beispielsweise aus den Dokumenten DE 10 2009 038 058 A1 und DE 103 32 328 B3 bekannt. Eine Seilzugvorrichtung für ein Aufweitwerkzeug ist jeweils aus den Dokumenten DE 100 11 994 C1 und DE 10 2004 043 481 A1 bekannt.
Zum Reduzieren der Zugkräfte kann das Aufweitwerkzeug ein pneumatisch angetriebenes schlagendes Vortriebsgerät, wie ein Imlochhammer oder eine Erdrakete, umfassen, um zusätzliche Vortriebskräfte in Richtung der auf das Aufweitwerkzeug ausgeübten Zugkräfte zu erzeugen. Bekannte pneumatische Vortriebsgeräte haben eine relativ hohe Schlagfrequenz von beispielsweise im Bereich von 400 bis 2.000 Schlägen pro Minute. die Zugfrequenz zum Ziehen von Ketten bzw. Seilabschnitten und Gestängeabschnitten beträgt beispielsweise 0,5 Züge pro Minute, wobei zum Entfernen eines Gestängeabschnitts bzw. zum Nachfassen eines Seilabschnitts Unterbrechungen auftreten. Insbesondere während dieser Unterbrechungen wird das Aufweitwerkzeug weiter von dem pneumatischen Vortriebsgerät angetrieben, sodass das Aufweitwerkzeug gegen das Gestänge gedrückt wird oder die Seilspannung reduziert wird. Im Extremfall wird das Aufweitwerkzeug auf das Zugseil bzw. die Zugkette geschoben, sodass das Seil bzw. die Kette beschädigt oder schlimmstenfalls zerstört werden kann.
Aus dem Dokument DE 195 13 181 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ziehen eines im Erdreich verlegten oder zu verlegenden Rohrs bekannt, bei denen ein Zugelement mit einer Ziehvorrichtung im Eingriff steht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Aufweitwerkzeug und eine Vorrichtung zum Aufweiten einer im Erdreich vorhandenen Durchgangsöffnung anzugeben, bei denen eine Zugkraft auf ein Verbindungselement zwischen dem Aufweitwerkzeug und einer Antriebseinheit zumindest teilweise aufrecht erhalten wird, wenn die Antriebseinheit zum Erzeugen der Zugkraft keine Ziehbewegung des Verbindungselements bewirkt.
Diese Aufgabe wird durch ein Aufweitwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Durch das Aufweitwerkzeug gemäß Anspruch 1 und die Vorrichtung gemäß Anspruch 14 wird erreicht, dass das elastisch verformbare Element bei einer Zugbewegung über das Verbindungselement elastisch verformt wird und bei einer Unterbrechung dieser Zugbewegung durch das verformte elastische Element eine Zugkraft auf das Verbindungselement ausgeübt wird. Insbesondere wird dadurch weiterhin eine Zugspannung des Verbindungselements bewirkt, durch die beispielsweise eine als Verbindungselement genutzte Kette oder ein als Verbindungselement genutztes Seil gespannt bleibt. Insbesondere beim Vortrieb des Aufweitwerkzeugs mit Hilfe eines schlagenden Vortriebsgeräts, insbesondere mit Hilfe eines pneumatischen Hammers, in einem Zeitraum, in dem keine Zugbewegung durch das Verbindungselement erfolgt, kann durch eine Entspannung des elastischen Elements ein Längenausgleich erfolgen, durch den das Verbindungselement gespannt bleibt, wobei durch das verformte elastische Element eine Zugkraft auf das Verbindungselement ausgeübt wird.
Vorteilhaft ist es, wenn das elastisch verformbare Element mindestens einen elastisch verformbaren Kunst- und/oder Naturstoff und/oder mindestens eine Feder umfasst. Als ein geeigneter Kunststoff kann ein den Anforderungen entsprechendes Polymer eingesetzt werden, das in Form eines Polymerblocks eingesetzt wird. Als Naturstoff kann insbesondere ein geeigneter Kautschuk, vorzugsweise als Kautschukblock, eingesetzt werden. Ferner kann das elastisch verformbare Element durch mindestens eine Spiralfeder oder eine andere geeignete Feder gebildet werden. Ferner kann als elastisch verformbares Element auch pneumatische Zylinder oder pneumatische Balge, insbesondere Faltenbalge, eingesetzt werden.
Dadurch können auch für einen rauen Baustellenbetrieb geeignete elastische Elemente vorgesehen werden, die insbesondere robust gegenüber den dort auftretenden Verschmutzungen sind.
Ferner ist es vorteilhaft, das elastisch verformbare Element zwischen dem Verbindungsbereich und dem Aufweitbereich sowie zusätzlich oder alternativ im Inneren des Aufweitbereichs anzuordnen. Das Anordnen des elastisch verformbaren Element zwischen dem Verbindungsbereich und dem Aufweitbereich ermöglicht einen einfachen Zugang zu dem elastisch verformbaren Element, insbesondere um das elastisch verformbare Element auszutauschen. Die Anordnung des elastischen Elements im Aufweitbereich ermöglicht eine kürzere Baulänge des Aufweitwerkzeugs sowie einen Schutz des elastisch verformbaren Elements vor Verunreinigungen. Bei einer Kombination eines ersten elastisch verformbaren Elements zwischen dem Verbindungsbereich und dem Aufweitbereich und eines zweiten elastisch verformbaren Elements im Inneren des Aufweitbereichs kann beim Ausüben einer Zugkraft auf den Verbindungsbereich eine elastische Verformung beider elastisch verformbarer Elemente erfolgen, sodass sich die Längenänderungen bei den elastischen Verformungen beider Elemente addieren und ein Längenausgleich über einen relativ großen Längenbereich bei kompakter Bauweise des Aufweitwerkzeugs möglich ist.
Dies ist insbesondere beim zusätzlichen Einsatz einer schlagenden Vortriebseinheit zum Vortrieb des Aufweitwerkzeugs durch die im Erdreich vorhandene Durchgangsöffnung vorteilhaft. Dann ist ein relativ großer Längenausgleich der von dem schlagenden Vortriebsgerät und der auf den Verbindungsbereich ausgeübten Zugkraft wirkenden Vortriebsbewegung des Aufweitwerkzeugs möglich, ohne dass die durch die schlagende Vortriebseinheit bewirkte Bewegung dazu führt, dass die Bewegungsrichtung des Aufweitwerkzeugs nicht mehr durch das die Zugkraft ausübende Verbindungselement geführt ist oder gar das Verbindungselement vom Aufweitbereich kontaktiert und ggf. beschädigt oder zerstört werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das elastisch verformbar Element beim Einleiten der Zugkraft zusammengedrückt. Gegenüber einer Zugbeanspruchung des elastisch verformbaren Elements hat die Druckbeanspruchung den Vorteil, dass bei einem Bruch des elastisch verformbaren Elements oder einem Auseinanderreißen des elastisch verformbaren Elements noch eine Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Aufweitwerkzeug bestehen bleibt, auch wenn das elastisch verformbare Element dann nicht mehr oder nicht mehr in der vorgesehenen Weise elastisch verformt wird.
Ferner kann mindestens ein Anschlagselement vorgesehen sein, dass die Strecke, um die das elastisch verformbare Element zusammendrückbar ist begrenzt. Dadurch kann die Beanspruchung des elektrisch verformbaren Elements, insbesondere die auf das elastisch verformbare Element wirkenden Verformungskräfte, begrenzt werden, sodass eine Überbeanspruchung und eine Zerstörung des elektrisch verformbaren Elements verhindert wird.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Aufweitwerkzeug einen Längenaschlag hat, durch den der durch die Zugkraft in deren Richtung maximal erzeugbare Verformungsweg bei der elastischen Verformung des elastisch verformbaren Elements begrenzt wird. Bei dieser durch die Zugkraft bewirkten Verformung wird das elastisch verformbare Element vorgespannt. Der Verformungsweg ist die durch die Zugkraft bewirkte Verkürzung oder Verlängerung des elastisch verformbaren Elements. Der Längenanschlag kann somit den Weg begrenzen, um den das elastisch verformbare Element maximal zusammendrückbar ist und/oder den Weg, um den das elastisch verformbare Element maximal auseinanderziehbar ist. Dadurch kann eine Überbeanspruchung des elastisch verformbaren Elements, insbesondere eine damit verbundene Materialermüdung und/oder plastische Verformung des elastisch verformbaren Elements, vermieden und die Standzeiten des elastisch verformbaren Elements erhöht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kontaktiert ein mit dem Verbindungsbereich fest verbundenes Kontaktelement das elastische Element auf dessen dem Verbindungsbereich abgewandten Seite. Ferner kontaktiert ein mit dem Aufweitbereich verbundenes Kontaktelement das elastische Element auf dessen dem Verbindungsbereich zugewandten Seite.
Dadurch werden die Kontaktbereiche beim Entfernen des elastisch verformbaren Elements, insbesondere bei einer Zerstörung des elastisch verformbaren Elements aufgrund von Verschleiß oder von zu hohen Verformungskräften eine formschlüssige Verbindung bilden, über die auch dann die auf den Verbindungsbereich ausgeübte Zugkraft auf den Aufweitbereich übertragen wird. Somit ist sichergestellt, dass eine Verbindung zwischen dem Verbindungsbereich und dem Aufweitbereich bestehen bleibt, wenn das elastisch verformbare Element beschädigt oder zerstört ist. Somit kann das Aufweitwerkzeug auch in diesem Fall sicher durch die aufzuweitende Durchgangsöffnung geführt werden.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Aufweitwerkzeug ein zwischen dem Verbindungsbereich und dem Aufweitbereich angeordnetes oder in den Aufweitbereich integriertes Schneid- und/oder Berstelement hat, dessen Schneid- bzw. Berstebene die Längsachse der Durchgangsöffnung schneidet. Die Kraftvektoren des Schneidelements bzw. des Berstelements auf ein die Durchgangsöffnung begrenzendes aufzuschneidendes bzw. zu berstendes Rohr verlaufen in dieser Schneid- bzw. Berstebene. Mit Hilfe eines solchen Schneid- bzw. Berstelements ist eine einfach Zerstörung einer die Durchgangsöffnung begrenzenden Rohrleitung möglich. Abhängig von dem Material der zu zerstörenden Rohrleitung kann ein Schneid- und/oder Berstelement eingesetzt werden. Auch die Kombination mehrerer Schneid- und/oder Berstelemente ist möglich. Dabei ist vorteilhaft, wenn die Schneide derart ausgebildet und angeordnet ist, dass der Abstand zwischen der Schneide und der Mittelachse des Aufweitwerkzeugs an dem dem Verbindungsbereich zugewandten Ende kleiner als der Radius der aufzuweitenden Durchgangsöffnung ist und wenn der Abstand zwischen der Mittelachse des Aufweitwerkzeugs und der Schneide an dem gegenüberliegenden Ende der Schneide größer als der Radius der aufzuweitenden Durchgangsöffnung ist. Dadurch erfolgt eine schräge Anordnung der Schneide, sodass ein erster Bereich der Schneide bereits in das aufzuschneidende Rohr eingeführt ist und die Rohrwandung von der Innenseite des Rohrs her in einem Bereich der Schneide zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende der Schneide sicher kontaktiert wird. In gleicher Weise kann alternativ oder zusätzlich ein Berstelement ausgebildet sein. Alternativ kann auch ein kombiniertes Schneid- und Berstelement vorgesehen sein. Mit Hilfe einer solchen Anordnung kann eine die Durchgangsöffnung begrenzende Rohrleitung einfach und sicher zerstört werden, sodass der Aufweitbereich des Aufweitwerkzeugs dann nur noch die Teile der aufgeschnittenen Rohrleitung in das die Rohrleitung umgebende Erdreich drücken muss und weiteres Erdreich zum Aufweiten der Durchgangsöffnung verdrängen muss. Das Aufbrechen der Rohrleitung muss dann nicht durch den Aufweitbereich erfolgen bzw. wird zumindest durch die Schneid- bzw. Berstelemente unterstützt.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Aufweitwerkzeug mindestens zwei, vorzugsweise drei Schneidelemente hat, deren Schneiden in gleichmäßigen Winkelabständen um die Mittelachse des Aufweitwerkzeugs herum angeordnet sind. Bei dem Vorsehen von mindestens zwei Schneiden, wird das zu zerstörende Rohr in zwei Teile geteilt. Bei mehr Schneiden erhöht sich die Anzahl der Abschnitte, in die das zu zerstörende Rohr aufgeschnitten bzw. aufgebrochen wird. Ab drei Schneidelementen können die Schneidelemente das Aufweitwerkzeug im zu zerstörenden Rohr zentrieren. Ab zwei Schneidelementen kann die zum Ausüben des Schnitts bzw. zum Einleiten der Berstkraft erforderliche Gegenkraft durch das zweite Schneidelement bzw. durch die weiteren Schneidelemente bereitgestellt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Aufweitbereich mindestens einen konischen Abschnitt hat, dessen kleinster Querschnitt in die aufzuweitende Durchgangsöffnung einführbar ist und dessen größter Querschnitt größer als die aufzuweitende Durchgangsöffnung ist. Dadurch ist eine einfache Führung und Zentrierung des Aufweitwerkzeugs in der im Erdreich vorhandenen, aufzuweitenden Durchgangsöffnung möglich.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn an der Außenseite des konischen Abschnitts mindestens zwei, vorzugsweise drei, Schneid- und/oder Berstelemente vorgesehen sind, die vorzugsweise in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet sind. Die Berstelemente werden auch als Aufbrechelemente bezeichnet. Die Schneid- und/oder Berstelemente ermöglichen ein Aufschneiden und/oder Aufbrechen eines die aufzuweitende Durchgangsöffnung begrenzenden Rohrs oder begünstigen zumindest das Aufschneiden bzw. Aufbrechen dieses Rohrs.
Das mit dem Verbindungsbereich des Aufweitwerkzeugs zu verbindende Verbindungselement kann durch eine Kette, ein Seil und/oder durch ein Gestänge gebildet sein. Am Verbindungsbereich ist eine für das jeweilige Verbindungselement geeignete Aufnahme bzw. ein geeigneter Verbinder vorgesehen. Dadurch kann das Aufweitwerkzeug mit einer geeigneten Antriebseinheit, wie einem Gestängeberster, einem Kettenberster oder einem Seilberster, verwendet werden.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Aufweitwerkzeug eine schlagende Vortriebseinheit umfasst, insbesondere einen pneumatischen Hammer, vorzugsweise einen Imlochhammer oder eine Erdrakete. Die Vortriebseinheit kann dann auf das Aufweitwerkzeug eine Schubkraft in Richtung der durch das Verbindungselement auf das Aufweitwerkzeug ausgeübten Zugkraft ausüben. Dadurch kann das Aufweitwerkzeug durch die aufzuweitende Durchgangsöffnung sowohl durch die auf den Verbindungsbereich wirkende Zugkraft als auch durch die Schubkraft der weiteren Vortriebseinheit bewegt werden.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die schlagende Vortriebseinheit mit Druckluft antreibbar ist und die zum Antrieb erforderliche Druckluft dem Aufweitwerkzeug auf der dem Verbindungsbereich gegenüberliegenden Seite über eine Druckluftleitung zugeführt wird. Dadurch kann die Vortriebseinheit einfach auf der dem Verbindungsbereich gegenüberliegenden Seite des Aufweitwerkzeugs angeordnet werden. Ferner kann über die Druckluftleitung die Bewegungsrichtung der Vortriebseinheit gesteuert werden. Dadurch kann das Aufweitwerkzeug sowohl in Richtung der auf den Verbindungsbereich ausgeübten Zugkraft als auch in die entgegengesetzte Richtung mit Hilfe der Vortriebseinheit bewegt werden.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Aufweitwerkzeug mindestens ein Verbindungsmittel zum Verbinden des Aufweitwerkzeugs mit einem in die aufgeweitete Durchgangsöffnung einzubringenden Rohrs hat. Das Verbindungsmittel kann dabei auch auf der dem Verbindungsbereich gegenüberliegenden Seite des Aufweitwerkzeugs angeordnet sein. Dadurch ist eine einfache Verbindung des Aufweitwerkzeugs mit einem die aufgeweitete Durchgangsöffnung einzubringenden Rohrs möglich. Wird bei dieser Ausführungsform zusätzlich eine Vortriebseinheit vorgesehen, die mit Druckluft angetrieben wird, kann die dafür erforderliche Druckluftleitung durch das einzubringende Rohr geführt sein.
Ein erfindungsgemäßes Aufweitwerkzeug kann vorteilhaft in einer Vorrichtung zum Aufweiten einer Durchgangsöffnung im Erdreich eingesetzt werden, die eine Antriebseinheit hat, die über mindestens ein Verbindungselement mit dem Aufweitwerkzeug verbunden ist. Die Antriebseinheit übt über das Verbindungselement eine Zugkraft auf das Aufweitwerkzeug aus. Das Aufweitwerkzeug wird in Folge der Zugkraft oder in Folge der Zugkraft und einer weiteren auf das Aufweitwerkzeug in Richtung der Zugkraft ausgeübten Kraft durch die aufzuweitende Durchgangsöffnung bewegt und weitet diese auf. Dadurch ist eine einfache Aufweitung der vorhandenen Durchgangsöffnung mit Hilfe des Aufweitwerkzeugs möglich.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung umfasst diese eine Altlochblockierplatte, die am antriebsseitigen Ende der aufzuweitenden Durchgangsöffnung angeordnet ist. Als antriebsseitiges Ende wird das Ende angesehen, durch das die Antriebseinheit mit dem Aufweitwerkzeug zu verbindendes Verbindungselement, insbesondere mit einem Verbindungsseil, mit einer Verbindungskette oder mit einem Verbindungsgestänge, geführt ist. Die Altlochblockierplatte hat eine Öffnung, durch die das Verbindungselement hindurchgeführt ist. Ferner sind Mittel zum Erzeugen einer Haltekraft vorgesehen, wobei die erzeugbare Haltekraft größer als die vom Altrohr in Richtung der Antriebseinheit in die Altlochblockierplatte eingeleitete Kraft ist. Insbesondere kann die Haltekraft durch eine zum Erzeugen der Zugkraft erforderliche Gegenkraft bereitgestellt sein, sodass die Altlochblockierplatte abhängig von der aufgebrachten Zugkraft gegen das Altrohr und/oder das das Altrohr umgebende Erdreich und/oder einen Schacht, in dem das Altrohr ankommt, angeordnet sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren näher erläutert.
Es zeigt:
1 eine Anordnung zum Aufweiten einer Durchgangsöffnung im Erdreich mit Hilfe eines Aufweitwerkzeugs;
2 eine perspektivische Darstellung des Aufweitwerkzeugs nach 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
3 das Ausgleichselement mit dem Vorspannfederpaket nach 2 in einem vollgespannten Zustand;
4 eine Seitenansicht des Vorspannfederpakets nach 3 in dem vollgespannten Zustand;
5 eine perspektivische Darstellung eines Vorspannfederpakets des Aufweitwerkzeugs nach den 3 und 4 in einem entspannten Zustand;
6 eine Seitenansicht des Vorspannfederpakets nach 5 in dem entspannten Zustand;
7 die Konstruktionselemente des Vorspannfederpakets nach den 2 bis 6 ohne Federn in einer perspektivischen Darstellung;
8 eine Seitenansicht der Konstruktionselemente nach 7;
9 eine geschnittene Darstellung der Seitenansicht des Ausgleichselements nach 8;
10 eine Seitenansicht eines Aufweitwerkzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
11 eine perspektivische Darstellung eines Aufweitwerkzeugs mit einem Vorspannfederpaket gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
12 eine perspektivische Darstellung des Vorspannfederpakets nach 11 in einem ungespannten Zustand;
13 eine Schnittdarstellung des Vorspannfederpakets nach 12;
14 das Vorspannfederpaket nach den 11 bis 13 in einem gespannten Zustand; und
15 eine Schnittdarstellung des Vorspannfederpakets nach 14.
1 zeigt eine Anordnung 10 zum Aufweiten einer im Erdreich 12 vorhandenen Durchgangsöffnung 14 mit Hilfe eines Aufweitwerkzeugs 16. Die Durchgangsöffnung 14 wird durch eine Rohrleitung 18 begrenzt, die zum Aufweiten der Durchgangsöffnung 14 mit Hilfe des Aufweitwerkzeugs 16 aufgebrochen und/oder aufgeschnitten werden muss. Die zu erneuernde Rohrleitung 18 hat zwei Kontrollschächte verbunden, von denen ein Kontrollschacht 20 in 1 dargestellt ist. In dem Kontrollschacht 20 ist eine Abstütz- und Umlenkeinheit 22 angeordnet. Das Aufweitwerkzeug 16 ist in den anderen nicht dargestellten Schacht eingebracht worden und wird von diesem nicht dargestellten Schacht durch die alte, zu ersetzende Rohrleitung 18 hindurch gezogen, sodass diese zerstört, das umliegende Erdreich 12 verdrängt und in die erweiterte Öffnung ein neues Rohr 24 eingezogen wird. Das neue Rohr 24 ist mit dem Aufweitwerkzeug 16 über Verbindungselemente, von denen eines in 1 mit 26 bezeichnet ist, verbunden. Die Verbindung zwischen dem neuen Rohr 24 und den als Laschen ausgebildeten Verbindungselementen 26 ist vorzugsweise mit Hilfe von jeweils einem weiteren Verbindungselement zwischen dem Verbindungselement 26 und dem Rohr 24 hergestellt. Eine geeignete Verbindung mit nach außen nicht über die Rohrwandung des Rohrs 24 überstehenden Bolzen ist aus der DE 197 13 640 C1 bekannt, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
An einem konischen Bereich 28 des Aufweitwerkzeugs 16 sind mehrere Berstelemente umlaufend in gleichen Winkelabständen angeordnet, von denen ein Berstelement mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnet ist. Mit Hilfe dieser Berstelemente 32 kann die vom Aufweitwerkzeug 16 auf die aufzuspaltende Rohrleitung 18 ausgeübte Kraft auf Bereiche an den Berstelementen 32 konzentriert werden, sodass die Rohrleitung 18 an den Kontaktstellen mit den Berstelementen 32 berstet und dadurch längs an den Kontaktstellen der Berstelemente 32 aufgeschlitzt wird. An den konischen Bereich 28 schließt sich ein zylindrischer Aufweitbereich 30 an.
Die Anordnung 10 umfasst eine oberhalb des Kontrollschachts 20 angeordnete Antriebseinheit 34. Die Antriebseinheit 34 ist über ein Stahlseil 36, das über die Abstütz- und Umlenkeinheit 22 umgelenkt ist, mit einem Verbindungsbereich 38 des Aufweitwerkzeugs 16 verbunden. Die Antriebseinheit 34 hat eine erste Seilklemmvorrichtung 40, die mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 42 verschwenkbar ist und eine zweite Seilklemmvorrichtung 44, die ortsfest ist und bei einer Rückholbewegung der ersten Seilklemmvorrichtung 40 mit Hilfe des Hydraulikzylinders 42 eine Bewegung des Stahlseils 36 zurück in den Kontrollschacht 20 verhindert. Die Antriebseinheit 34 ist mit einem Hydraulikaggregat 46 verbunden, das zumindest die zum Antrieb des Hydraulikzylinders erforderliche Energie bereitstellt. Eine Steuereinheit 48 steuert die Antriebseinheit 34, insbesondere die durch den Hydraulikzylinder 42 bewirkte Zugbewegung des Stahlseils 36. Das durch die Durchgangsöffnung 14 gezogene Stahlseil 36 wird auf eine neben der Antriebseinheit 34 angeordneten Seiltrommel 50 aufgerollt. Eine solche Seiltrommel ist aus der DE 10 2007 015 287 A1 bekannt, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Zwischen der Antriebseinheit 34 und der Abstütz- und Umlenkeinheit 22 sind Stützelemente 52 vorgesehen, die den Abstand zwischen der Antriebseinheit 34 und der Umlenk- und Abstützeinheit 22 auch bei den relativ großen auftretenden Zugkräften im Bereich von 50 kN bis 400 kN konstant halten.
Das Aufweitwerkzeug 16 hat weiterhin eine schlagende Vortriebseinheit 54 in Form eines pneumatischen Hammers. Die zum Antrieb des pneumatischen Hammers 54 erforderliche Druckluft wird über eine Druckluftzuleitung 56 zugeführt. Der pneumatische Hammer 54 hat vorzugsweise eine Schlagfrequenz von 50 bis 3000 Schlägen pro Minute und treibt mit diesen Schlägen das Aufweitwerkzeug 16 durch die Durchgangsöffnung 14. Die durch den pneumatischen Hammer 54 bewirkte Vortriebsbewegung des Aufweitwerkzeugs 16 erfolgt kontinuierlich und somit auch in den Hubpausen, in denen die zweite Seilklemme 44 das Zugseil 36 klemmt und die erste Seilklemme 40 gelöst und mit Hilfe des Hydraulikzylinders 42 nach unten zurückgesetzt wird. Während dieser Zugpause und gleichzeitigem Vortrieb des Aufweitwerkzeugs 16 mit Hilfe des pneumatischen Hammers 54 ist die Zugspannung des Zugseils 36 reduziert, sodass die Bewegung durch die Durchgangsöffnung 14 nicht mehr sicher durch das Zugseil 36 geführt ist. Vielmehr könnte zumindest in diesen Zugpausen die Bewegung des Aufweitwerkzeugs 16 ungeführt sein, sodass das Aufweitwerkzeug 16 die zu erneuernde Rohrleitung 18 verlässt und gegebenenfalls andere Medienleitungen in der Nähe der zu erneuernden Rohrleitung 18 treffen könnte. Ferner besteht die Gefahr, dass das Aufweitwerkzeug 16 über das Zugseil 36 geschoben wird, sodass dieses beschädigt oder zerstört werden kann. Um dies zu vermeiden, hat das Aufweitwerkzeug zwischen dem Verbindungselement 38 und dem konischen Bereich 28 bei der ersten Ausführungsform der Erfindung ein elastisches Element 58, das bei einer durch das Stahlseil 36 auf das Verbindungselement 38 ausgeübten Zugkraft vorgespannt wird und das bei einem Vortrieb des Aufweitwerkzeugs 16 in einer Zugpause und gleichzeitigem Vortrieb des Aufweitwerkzeugs 16 durch den pneumatischen Hammer 54 zumindest teilweise wieder entspannt wird. Dadurch kann die Seilspannung des Stahlseils 36 auch in Zugpausen aufrechterhalten werden, selbst dann, wenn das Aufweitwerkzeug 16 weiter durch die aufzuweitende Durchgangsöffnung 14 bewegt wird.
Die Anordnung 10 umfasst ferner eine Altrohrblockierplatte 23, die am antriebsseitigen Ende der aufzuweitenden Durchgangsöffnung 14 angeordnet ist. Die Altrohrblockierplatte 23 hat eine Öffnung, durch die das Stahlseil 36 geführt ist. Beim Ausüben der Zugkraft durch die Antriebseinheit 34 wird die Altrohrblockierplatte 23 über die Abstütz- und Umlenkeinheit 22 gegen die Innenwand des Kontrollschachts 20 und gegen das in den Kontrollschacht 20 mündende Ende der zu erneuernden Rohrleitung 18 gedrückt, sodass diese durch die Zugkraft nicht in den Kontrollschacht hineingezogen wird.
In 2 ist eine perspektivische Darstellung des Aufweitwerkzeugs 16 nach 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Gleiche Elemente haben gleiche Bezugszeichen. Zusätzlich zu der Darstellung nach 1 ist das elastische Element 58 detailliert dargestellt. Das elastische Element 58 dient als Längenausgleichselement und umfasst insgesamt zehn Spiralfedern 82 bis 96, die zwischen dem Verbindungsbereich 38 und dem dem Verbindungselement 38 zugewandten Ende des konischen Bereichs 28 angeordnet sind. Dieses elastische Element 58 wird im Folgenden auch als Vorspannfederpaket bezeichnet. Bei einer Zugkraft in Richtung des Pfeils F_Zug auf den Verbindungsbereich 38 werden dabei, wie in Verbindung mit den weiteren Figuren noch erläutert wird, die Feder 82 bis 92 zusammengedrückt und bei einer Schubkraft F_Schub in Richtung des Pfeils F_Schub, die größer als die Zugkraft F_Zug ist, werden die Federn 86 bis 92 des Federpakets 58 wieder entspannt. Zusätzlich sind in 2 zwei Zugketten 60, 62 dargestellt, die mit dem neu einzuziehenden Kunststoffrohrs 24 verbunden werden, vorzugsweise an dem Aufweitwerkzeug 16 gegenüberliegenden Ende des neu einzuziehenden Rohrs 24.
Der Aufweitkörper des Aufweitwerkzeugs 16, bestehend aus dem konischen Bereich 28 einem zylindrischen Bereich 30 und den an der Außenseite des konischen Bereichs 28 angeordneten Berstelementen 32 sind als geschweißte Stahlkonstruktion ausgeführt. Die Berstelemente 32 werden auch als Splittkeil bezeichnet.
In 3 ist eine perspektivische Darstellung des vom Aufweitkörper getrennten Vorspannfederpakets 58 mit dem Verbindungsbereich 38 zur Verbindung mit dem Stahlseil 36 gezeigt. Dabei ist der Verbindungsbereich 38 über Verbindungsbolzen 64 bis 68 mit einer Platte 70 verbunden und der Aufweitkörper des Aufweitwerkzeugs 16 über Bolzen 72 bis 78 mit einer Platte 80 verbunden, wobei zwischen den Platten 70, 80 um jeden Bolzen 64 bis 68, 72 bis 78 jeweils eine auf Druck beanspruchbare Spiralfeder 82 bis 98 angeordnet ist. Bei einer Zugkraft F_Zug größer als der Schubkraft F_Schub werden die Federn 90 bis 98 zusammengedrückt, wobei die Federn des Vorspannfederpakets 58 sowohl in 3 als auch in der Seitenansicht des Federpakets 58 nach 4 in einem vollgespannten Zustands gezeigt sind. Wie nachfolgend noch ausführlich erläutert wird, ist der Abstand zwischen den Platten 70, 80 mit Hilfe von Längenanschlägen begrenzt, sodass die Spiralfedern 82 bis 98 nicht weiter zusammengedrückt werden können, auch wenn die Differenz zwischen Zugkraft F_Zug und Schubkraft F_Schub weiter zunimmt.
In 5 ist eine perspektivische Darstellung des Vorspannfederpakets 58 des Aufweitwerkzeugs 16 nach den 3 und 4 in einem entspannten Zustand des Federpakets 58 mit den Federn 82 bis 98 gezeigt.
In 6 ist eine Seitenansicht des Federpakets 58 nach 5 in dem entspannten Zustand gezeigt.
In 7 sind die Konstruktionselemente des Vorspannfederpakets 58 ohne die Spiralfedern 82 bis 98 zusammen mit einem Ausschnitt des konischen Bereichs 28 des Aufweitwerkzeugkörpers dargestellt. Die Platten 70, 80 sowie die Verbindungsbolzen 64 bis 68, 74 bis 78 sind in einer Position dargestellt, die sie bei einem vollgespannten Federpaket 58 nach den 3 und 4 einnehmen. Die Durchmesser der Verbindungsbolzen 64 bis 68, 74 bis 78 haben in einem Längenabschnitt zwischen den in den Platten 70, 80 zur Aufnahme der Federn 82 bis 98 vorgesehenen Vertiefungen einen größeren Durchmesser als die durch diese Öffnungen durchgeführten Abschnitte der Verbindungsbolzen, sodass die Schulter zwischen dem Bereich mit dem größeren Durchmesser und dem Bereich mit dem kleineren Durchmesser als Anschlag in Verbindung mit den Öffnungen in den Vertiefungen wirkt. Durch diese in Verbindung mit jeder Federaufnahme der Federn 82 bis 98 vorgesehenen Anschläge werden die Platten 70, 80 auch bei einer weiteren Vergrößerung der Zugkraft F_Zug nicht weiter aneinander angenähert sondern es besteht in Zugrichtung der Zugkraft F_Zug eine direkte Verbindung zwischen den Platten 70, 80 und somit zwischen dem Verbindungsbereich 38 und dem Aufweitkörper des Aufweitwerkzeugs 16. Diese Konstruktion bewirkt, dass auch bei einem Bruch von einer oder mehreren Federn eine Kraftübertragung zwischen dem Verbindungsbereich 38 und dem Aufweitkörper des Aufweitwerkzeugs 16 vorhanden ist, über die das Aufweitwerkzeug 16 weiter durch die Durchgangsöffnung 14 gezogen werden kann und das Aufweitwerkzeug nicht bei einem Bruch eines ohne weitere Maßnahmen zwischen dem Ventilkörper und einem Verbindungsbereich angeordneten auf Zug belasteten elastischen Elements abreißen würde.
In 8 ist eine Seitenansicht der in 7 dargestellten Konstruktionselemente des Vorspannfederpakets 58 und in 9 eine Schnittdarstellung der Seitenansicht nach 8 dargestellt. Wie in der Schnittdarstellung nach 9 zu sehen ist, bilden die Schultern 100, 102 am Übergang zwischen den zylindrischen Bereichen mit unterschiedlichen Durchmessern der Bolzen 68, 74 jeweils eine Anschlagfläche, die mit jeweils einer gegenüberliegenden durch die Grundfläche der in den Platten 70, 80 eingebrachten Vertiefungen 104, 106 in der in 9 gezeigten Position in Eingriff stehen. Dadurch ist das in den 7 bis 9 gezeigte Vorspannfederpaket 58 nicht weiter auseinanderziehbar. Auch die in den Vertiefungen 104, 106 aufgenommenen Spiralfedern werden dadurch nicht weiter zusammengedrückt. Bei einer weiteren Vergrößerung der Zugkraft F_Zug stehen die Schultern 100, 102 der Bolzen 68, 74 bereits mit den Vertiefungen in Eingriff, sodass über diese eine direkte Kraftübertragung der Zugkraft zwischen den Platten 70, 80 über die an den Bolzen 68, 74 ausgebildeten Schultern 100, 102 und über die Vertiefungen 104, 106 erfolgt. Die Länge des Vorspannfederpakets verkürzt sich dann nicht weiter. Somit wird eine Längenbegrenzung des über das Vorspannfederpaket 58 möglichen Längenausgleichs bewirkt.
Bei alternativen Ausführungsformen kann auch nur ein, vorzugsweise ein entlang der der Mittelachse des Aufweitwerkzeugs 16 angeordnetes Anschlagelement vorgesehen sein, das den Mindestabstand zwischen den Federenden der Federn 82 bis 98 sicherstellt. Die Bolzen 64 bis 68, 72 bis 78 sind innen durch die Spiralfedern 82 bis 98 geführt und verhindern ein seitliches Ausknicken der Federn 82 bis 98 beim Zusammendrücken. Bei einer alternativen Ausführungsform können auch andere Maßnahmen zum Verhindern des Ausknickens der Federn 82 bis 98 vorgesehen sein, beispielsweise eine außen um die Federn angeordnete zylindrische Hülle.
Bei der gezeigten Ausführungsform des Vorspannfederpakets 58 sind insgesamt zehn Federn und zehn Verbindungsbolzen vorgesehen. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung können auch weniger oder mehr Federn und/oder Verbindungsbolzen vorgesehen sein. Insbesondere können bei der in den 5 bis 9 dargestellten Anordnung der konstruktiven Elemente nur an einigen der dargestellten Bolzen 64 bis 68, 74 bis 78 Federn 82 bis 98 vorgesehen sein und die anderen Bolzen nur zusätzlich zur Kraftübertragung und/oder als Anschlagselemente vorgesehen sein.
In 10 ist eine Seitenansicht eines Aufweitwerkzeugs 110 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist ein Vorspannelementfederpaket 111 im Inneren des Aufweitkörpers angeordnet. Der grundsätzliche Aufbau des Vorspannfederpakets 111 sowie die Ausbildung der Anschläge über die Schultern 100, 102 und die beschriebene Längenbegrenzung kann in gleicher Weise erfolgen, wie in Verbindung mit dem Federvorspannpaket 58 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Mit der ersten Ausführungsform übereinstimmende Elemente sind mit demselben Bezugszeichen bezeichnet.
Bei dieser zweiten Ausführungsform werden die Spiralfedern 114, 116 des Federvorspannpakets 111 beim Ausüben einer Zugkraft F_Zug auf ein Verbindungselement 112 wie bei der ersten Ausführungsform auf Druck beansprucht. Eine erste, mit der Innenseite des konischen Bereichs 28 verbundene Platte 118 und eine zweite über einen Mittelstab 120 mit dem Verbindungselement 112 verbundene Platte 122 kontaktieren jeweils ein Ende der Druckfedern 114, 116. Die Platte 118 hat eine Mittelöffnung, durch die der Mittelstab 120 geführt ist. In 10 ist das Federvorspannpaket 111 in einem entspannten Zustand gezeigt, in dem keine Zugkraft F_Zug auf die Federn 114, 116 wirkt. Das Aufweitwerkzeug 110 kann dabei auch im Inneren der Federn 114, 116 vorgesehene Begrenzungs- und Führungsbolzen umfassen, die in einem gespannten Zustand der Federn 114, 116 durch die Platte 122 ragen.
Bei alternativen Ausführungsformen kann anstatt der Federn 114, 116 auch ein Polymerblock oder alternativ mehrere Polymerblöcke oder andere geeignete Blöcke aus einem elastischen Kunst- und/oder Naturstoff eingesetzt werden.
In gleicher Weise können die Federn 82 bis 98 beim ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung durch andere elastisch verformbare Elemente, insbesondere Kunststoff- und/oder Naturstoffblöcke ersetzt werden. Vorzugsweise werden die Federelemente 114, 116 bzw. 82 bis 98 durch einen einzigen Kunststoffblock ersetzt. Alternativ oder zusätzlich können auch luftgefüllte Balge, insbesondere Gummibalge sowie Faltenbalge, als elastisch verformbares Element eingesetzt werden.
Durch die erfindungsgemäßen Anordnungen mit den elastischen Elementen 58, 111 bzw. den in den Ausführungsbeispielen gezeigten Federn 86 bis 98, 114, 116 wird das elastisch verformbare Element bei einem Lasthub der Antriebseinheit 34 zusammengezogen und hält während des Rückhubs der Antriebseinheit 34 die Zugspannung am Seil 36 konstant.
Die beschriebene Erfindung ist in gleicher Weise in Verbindung mit Zugketten oder Zuggestängen einsetzbar. Durch die Erfindung wird somit das Zugseil, die Zugkette oder das Zuggestänge während des gesamten Aufweitvorgangs unter Spannung gehalten werden. Bei den auf Druck belasteten elastischen Elementen ist es vorteilhaft, das auch bei einem Bruch oder einer Zerstörung des elastischen Elements immer noch sichergestellt ist, dass eine Verbindung zwischen dem Aufweitkörper und dem Zugseil 36 bzw. dem anderen Verbindungsmittel zwischen dem Verbindungsbereich des Aufweitwerkzeugs 16, 110 und der Antriebseinheit 34 besteht. Jedoch können bei anderen Ausführungsformen auch auf Zug beanspruchte elastische Elemente vorgesehen sein. Insbesondere kann dann ein zusätzliches Sicherungselement vorgesehen sein, das bei einem Bruch oder einem Riss des elastischen Elements immer noch eine Verbindung zwischen Zugseil 36 und Aufweitkörper herstellt, sodass das Aufweitwerkzeug 16, 110 sicher durch die Durchgangsöffnung 14 geführt und somit geborgen werden kann.
11 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Aufweitwerkzeugs 120. Das Aufweitwerkzeug 120 unterscheidet sich von dem Aufweitwerkzeug 16 nach 2 lediglich durch das Vorspannfederpaket 122, dessen Aufbau sich von dem Vorspannfederpaket 58 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet. Ferner ist ein Verbindungsbereich 124 des Aufweitwerkzeugs 120 mit einem Verbindungselement 126 zum Verbinden des Verbindungsbereichs 124 mit dem Stahlseil 36 gezeigt. Wie bereits in Verbindung mit der ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung erwähnt, kann anstatt des Stahlseils 36 auch ein anderes geeignetes Verbindungselement zum Übertragen der Zugkraft von der Antriebseinheit 34 zum Aufweitwerkzeug 120, wie eine Kette oder ein Gestänge, eingesetzt werden.
12 zeigt das Vorspannfederpaket 124 separat in einer perspektivischen Darstellung, bei der das Vorspannfederpaket 122 vom konischen Bereich 28 des Aufweitkörpers getrennt ist, mit dem es in dem in 11 gezeigten Zustand über insgesamt zehn Bolzen fest verbunden ist. Von diesen zehn Bolzen sind in 12 fünf Bolzen 128 bis 136 sichtbar. Die Bolzen 128 bis 136 sind mit einer ersten Platte 138 verbunden. Bei alternativen Ausführungsformen der Erfindung können die Bolzen 128 bis 136 auch nur durch die erste Platte 138 geführt sein, wobei die Köpfe 142 bis 150 der Bolzen 128 bis 136 dann lediglich ein Durchrutschen der Bolzen 128 bis 136 durch die in der Platte 138 für jeden Bolzen 128 bis 136 vorgesehenen Durchgangsöffnung entgegen der Richtung der Zugkraft F_Zug verhindern. Ferner sind die den Köpfen 142 bis 150 entgegengesetzten Enden der Bolzen 128 bis 136 durch eine zweite Platte 140 geführt. Durch die in der zweiten Platte 140 vorhandenen Durchgangslöcher sind die Bolzen 128 bis 126 in Richtung der Zugkraft F_Zug und in entgegengesetzter Richtung relativ zur zweiten Platte 140 bewegbar. Somit ist auch die Platte 140 in Richtung der Längsachse der Bolzen 128 bis 136 auf deren Mantelfläche bewegbar. Um die Bolzen 128 bis 136 herum ist im Bereich zwischen der ersten Platte 138 und der zweiten Platte 140 jeweils eine Spiralfeder angeordnet, von denen die Federn 152 bis 162 in 12 sichtbar sind.
In 13 ist eine Schnittdarstellung des Vorspannfederpakets 122 nach 12 gezeigt. Sowohl bei der in 12 als auch bei der in 13 gezeigten Darstellung des Vorspannfederpakets 122 wirkt keine Zugkraft F_Zug auf den Verbindungsbereich 124, sodass die Federn 152 bis 162, 174 bis 180 vollständig entspannt sind. Die durch die zweite Platte 140 ragenden Enden der Bolzen 128 bis 136, 164 bis 172 haben ein Außengewinde, mit dem sie in einen Flansch des Aufweitkörpers des Aufweitwerkzeugs 120 eingeschraubt werden. Das Vorspannfederpaket 122 hat einen Mittelbolzen 110, der fest mit der zweiten Platte 140 verbunden und durch eine Durchgangsöffnung in der ersten Platte 138 hindurchgeführt ist, wobei der Mittelbolzen 190 bis zu einem durch eine Schulter 192 im Mittelbolzen 190 gebildeten Anschlag frei durch die Öffnung in der ersten Platte 138 in Richtung der Zugkraft F_Zug und entgegengesetzt bewegbar ist. Der Mittelbolzen dient als Zugbolzen, über den die gesamte Zugkraft F_Zug vom Verbindungsbereich 124 zur zweiten Platte 140 übertragen wird. Am vorderen Ende des Zugbolzens 190 ist der Verbindungsbereich 124 in Form eines Außengewindes gebildet. Anders als bei der ersten Ausführungsform der Erfindung sind die zur Kraftübertragung zwischen dem Vorspannfederelement 122 und dem Aufweitkörper vorgesehenen Bolzen 128 bis 136, 164 bis 172 ohne eine Stufung zur Längenbegrenzung des Längenausgleichsbereichs des Vorspannfederelements 122 ausgeführt. Lediglich der als Zugbolzen dienende Mittelbolzen 190 hat eine Stufung und dient als Anschlag zur Begrenzung des Spannweges, um den die Federn 152 bis 162, 174 bis 180 beim Einleiten einer Zugkraft F_Zug maximal gespannt werden können.
In 14 ist das Vorspannfederpaket 122 in einer perspektivischen Darstellung im gespannten Zustand gezeigt.
In 15 ist eine Schnittdarstellung des Vorspannfederpakets 122 im gespannten Zustand gezeigt. Bei der Darstellung nach 15 steht der Anschlag 192 im Eingriff mit der ersten Platte 138, sodass der Mittelbolzen 190 auch bei einer weiteren Zunahme der Zugkraft F_Zug nicht weiter in Richtung der Zugkraft F_Zug durch die erste Platte 138 hindurchbewegt werden kann, sodass eine weitere Vergrößerung der Zugkraft F_Zug nicht zu einer Vergrößerung der Vorspannung der Federn 152 bis 162, 174 bis 180 führt.

Claims

Aufweitwerkzeug zum Aufweiten einer im Erdreich vorhandenen Durchgangsöffnung, mit einem Verbindungsbereich (38), mit dem ein Verbindungselement (36) zum Ausüben einer Zugkraft (F_Zug) auf das Aufweitwerkzeug (16) verbindbar ist, mit einem Aufweitbereich (28, 30), der zumindest in einem Bereich (30) einen größeren Querschnitt als die im Erdreich vorhandene Durchgangsöffnung (16) hat, mit einem elastisch verformbaren Element (58), das sich beim Ausüben einer Zugkraft auf den Verbindungsbereich (38) elastisch verformt und dabei eine Zugkraft auf den Aufweitbereich (28, 30) ausübt.
Aufweitwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Element (58) mindestens einen elastisch verformbaren Kunst- und/oder Naturstoff und/oder mindestens eine Feder (82 bis 98) umfasst.
Aufweitwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Element (58) zwischen dem Verbindungsbereich (38) und dem Aufweitbereich (28, 30) oder im Inneren des Aufweitbereichs (28, 30) angeordnet ist.
Aufweitwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugkraft (F_Zug) das elastisch verformbare Element (58) zusammendrückt.
Aufweitwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Längenanschlag vorgesehen ist, der den durch die Zugkraft maximal erzeugbaren Verformungsweg des elastisch verformbaren Elements begrenzt.
Aufweitwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Verbindungsbereich (38) starr verbundenes Kontaktelement (70) das elastische Element (58) auf dessen der dem Verbindungsbereich (38) abgewandten Seite kontaktiert und dass ein mit dem Aufweitbereich (28, 30) verbundenes Kontaktelement (80) das elastische Element (58) auf dessen dem Verbindungsbereich (38) zugewandten Seite kontaktiert.
Aufweitwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufweitwerkzeug (46) ein zwischen dem Verbindungsbereich (38) und dem Aufweitbereich (28, 30) angeordnetes oder in den Aufweitbereich integriertes Schneid- und/oder Aufbrechelement (32) hat, dessen Schneidebene in Längsachse der Durchgangsöffnung (14) schneidet.
Aufweitwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Schneid- und/oder Aufbrechelemente (32) vorhanden sind, deren Schneiden in gleichmäßigen Winkelabständen um die Mittelachse des Aufweitwerkzeugs (16) herum angeordnet sind.
Aufweitwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufweitbereich mindestens einen konischen Abschnitt (28) hat, dessen kleinster Querschnitt in die aufzuweitende Durchgangsöffnung (14) einführbar ist und dessen größter Querschnitt größer als die aufzuweitende Durchgangsöffnung ist.
Aufweitwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des konischen Abschnitts (28) mindestens zwei in gleichen Winkelabständen zueinander angeordnete Schneid- und/oder Aufbrechelemente (32) vorhanden sind, die ein Aufschneiden und/oder Aufbrechen eines die aufzuweitende Durchgangsöffnung (14) begrenzenden Rohrs (18) ermöglichen oder begünstigen.
Aufweitwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufweitwerkzeug (16) eine pneumatische Vortriebseinheit (54) umfasst, die auf das Aufweitwerkzeug (16) eine Schubkraft (F_Schub) in Richtung der durch das Verbindungselement (38) auf das Aufweitwerkzeug (16) ausgeübte Zugkraft (F_Zug) ausübt.
Aufweitwerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebseinheit (54) mit Druckluft angetrieben wird und dass die zum Antrieb erforderliche Druckluft dem Aufweitwerkzeug (16) auf der dem Verbindungsbereich (38) gegenüberliegenden Seite über eine Druckluftleitung (56) zugeführt wird.
Aufweitwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufweitwerkzeug (16) mindestens ein Verbindungsmittel (26) zum Verbinden des Aufweitwerkzeugs (16) mit einem in die aufgeweitete Durchgangsöffnung einzubringenden Rohrs (24) hat, wobei das Verbindungsmittel (26) auf der dem Verbindungsbereich (38) gegenüberliegenden Seite des Aufweitwerkzeugs (16) angeordnet ist.
Vorrichtung zum Aufweiten einer Durchgangsöffnung im Erdreich mit Hilfe eines Aufweitwerkzeugs (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Antriebseinheit (34), die über mindestens ein Verbindungselement (36) mit dem Aufweitwerkzeug (16) verbunden ist, die Antriebseinheit (34) über das Verbindungselement (36) eine Zugkraft (F_Zug) auf das Aufweitwerkzeug (16) ausübt und das Aufweitwerkzeug (16) durch die aufzuweitende Durchgangsöffnung (14) bewegt und dabei den Querschnitt der Durchgangsöffnung vergrößert.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Altrohrblockierplatte (23) hat, die am antriebsseitigen Ende der aufzuweitenden Durchgangsöffnung (14) angeordnet ist, wobei die Altrohrblockierplatte (23) eine Öffnung hat, durch die das Verbindungselement (36) hindurchgeführt ist, wobei Mittel (22) zum Erzeugen einer Haltekraft vorgesehen sind, wobei die erzeugbare Haltekraft größer als die vom Altrohr (18) in Richtung Antriebseinheit (34) in die Altrohrblockierplatte (23) eingeleitete Kraft ist.