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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterteilen von Rohrleitungen.
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Zum Ersetzen von Altleitungen ist es bekannt, diese im sogenannten
Berstliningverfahren zu zerstören und in die Altrohrtrasse ein Neurohr oder
Kabelleitungen einzuziehen. Dabei wird das Altrohr mit Hilfe eines Berst- oder
Schneidwerkzeugs aufgebrochen oder aufgetrennt und in das seitliche
Erdreich verdrängt, indem der Berst- oder Schneidkopf mit Hilfe eines Zug- oder
Schubgerätes durch die Altrohrtrasse bewegt und der Rohrmantel mit Hilfe
eines folgenden Aufweitkopfes in das das Rohr umgebende Erdreich
gedrückt wird.
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Beim Aufbrechen des Rohres mit Hilfe eines Berstkopfes wird das Rohr in
eine Vielzahl von Scherbenstücken zerlegt. Diese Scherben können eine
Gefahr für das Neurohr darstellen. Dies insbesondere, wenn es sich bei dem
Neurohr um PE-Rohre oder andere Kunststoffrohre handelt. Dabei wird die
von den Scherben des Altrohres ausgehende Gefahr durch den von dem
sich entspannenden Erdreich ausgehenden Druck auf das eingezogene
Neurohr noch verstärkt. So kann es beispielsweise sein, daß beim Bersten
eine Scherbe entsteht, die mit ihrer scharfkantigen Bruchfläche auf dem
Mantel des neu eingezogenen Rohres zu liegen kommt. Wenn nun das
seitlich verdrängte Erdreich einen Druck auf diese Scherbe ausübt, ist eine
Beschädigung des eingezogenen Rohres vorprogrammiert.
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Diese Gefahr wird dadurch verringert, daß das Altrohr nicht aufgebrochen
sondern aufgeschnitten wird. Hierfür sind verschiedene Vorrichtungen
entwickelt worden, die auf statisch oder als Rollen arbeitende Messer
zurückgreifen. Das Altrohr kann so mit verschiedenartigen Messern aufgetrennt
werden, ohne daß die Gefahr einer Scherbenbildung besteht.
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Rollenmesser haben sich als vorteilhaft erwiesen, da sie die insbesondere
für duktile Gußrohre erforderliche hohe Schub- oder Zugkraft aufgrund ihres
erhöhten Wirkungsgrades gegenüber fixierten Messerschneiden minimieren.
So wurden Rollenmesser entwickelt, bei denen eine Mehrzahl von
Schneidrollen auf einem konischen Träger einander gegenüberliegend angeordnet
sind. Da diese Schneidrollen aufgrund des begrenzten Raumangebotes im
Rohr einen relativ geringen Radius aufweisen müssen, ist die Krafteinleitung
über die Rollenachse in den Schneidpunkt nur begrenzt, da die radial
wirkende Kraftkomponente gering ist. Um die Krafteinleitung zu optimieren
wurden größere Schneidrollen eingesetzt, bei denen die radiale
Kraftkomponente aufgrund des von dem Schneidpunkt in radialer Richtung weiter
entfernten Rollenmittelpunktes vergrößert war. Um diese Rollen in dem
Werkzeugkorpus anordnen zu können, wurden die Rollen aufgrund des
mangelnden Raumangebotes nur an einer Werkzeugseite angeordnet, während an
der gegenüberliegen Werkzeugseite eine Schiene oder kleine Stütztrollen
vorgesehen waren. Dies führte jedoch dazu, daß das Rohr nicht zweigeteilt,
sondern nur entlang einer Linie aufgetrennt wurde, wodurch beim Aufweiten
mit Hilfe des Aufweitkopfes Verformungskräfte zusätzlich zu den
Verdrängungskräften für das zu verdrängende Erdreich zu überwinden waren.
Darüber hinaus führen die elastischen Verformungsanteile bei dieser Technik zu
einer Rückverformung, die von dem sich entspannenden umgebenden
Erdreich noch zusätzlich unterstützt wird. Dabei besteht die Gefahr, daß in
die Schnittöffnung eingedrungene Steine aus dem umgebenden Erdreich
durch das sich rückverformende Rohr wiederum zu einer Beschädigung des
Neurohres führen können.
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Um die genannten Verformungskräfte zu vermeiden, wird auf ein Werkzeug
mit zweifacher Schnittlinie und somit gegenüber angeordneten Schneidrollen
zurückgegriffen. Um dabei die vorteilhafte Krafteinleitung größerer
Schneidrollen zu nutzen, werden diese versetzt hintereinander
gegenüberliegend angeordnet. Dabei ergibt sich jedoch wiederum das Problem, daß
das Werkzeug durch die axial versetzte Krafteinleitung in dem Rohrmantel
verkeilt und somit durch das Schub- oder Zuggerät erhebliche
Reibungskräfte zu überwinden sind. Bisweilen wurde das Rohr nicht aufgeschnitten,
sondern von dem nachfolgenden Aufweitkopf aufgerissen, da die über die
Schneidrollen in den Rohrmantel eingeleitete Kraft zum Aufschneiden nicht
ausreichend war und sich das Altrohr am Werkzeugkörper aufspreizte
(aufriß).
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum zerstörenden Ersetzen von Altleitungen zu schaffen, bei dem
zumindest ein Teil der Nachteile des Standes der Technik vermieden
werden.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche
gelöst. Besondere Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Altrohr an mindestens
zwei Mantellinien aufgetrennt, die im wesentlichen in der Horizontale
angeordnet sind. Dadurch entstehen beispielsweise zwei halbschalige
Altrohrhälften, so daß einerseits beim Aufweiten keine wesentliche
Verformungskraft in bezug auf dem Rohrmantel aufzubringen ist und andererseits ein
schwerkraftbedingtes Eintreten von umgebendem Erdreich oder Steinen in
die Schnittöffnung vermieden wird. Nicht aufgetrennte Bereiche,
beispielsweise dickeren Materials, werden durch ein weiteres Schneid- oder
Berstmittel aufgetrennt. So kann sich die Schub- oder Zugkraft weitgehend für die
erforderlichen Schneidkräfte genutzt werden und bei der Verwendung eines
Aufweitkopfes auf die Verdrängungsarbeit in bezug auf das umgebende
Erdreich.
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Als Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens eignet sich ein
zweischneidiges Rollenmesser mit gegenüberliegend angeordneten
Schneidrollen und mindestens einem weiteren Schneid- oder Berstmittel. Die
Schneidrollen können einen Durchmesser aufweisen, bei dem die
Krafteinleitung über die Rollenachse in den Rohrmantel optimiert ist. Dies wird
dadurch erreicht, daß die Rollenachse möglichst weit von dem Rohrmantel
entfernt ist. Die räumliche Begrenzung durch die im Stand der Technik radial
gegenüberliegend angeordneten Schneidrollen wird erfindungsgemäß
dadurch überwunden, daß die Schneidrollen eine geringfügig versetzte
Schnittebene aufweisen, so daß die Schneidrollen mit einem Teil ihrer
Fläche nebeneinander liegen. Die Schnittpunkte der Rollen können bei
entsprechender Ausgestaltung der Rollen sich radial gegenüberliegend beide
nahezu in der Achsebene angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Rollen
daher mit möglichst geringem Abstand zueinander parallel angeordnet, so
daß die Schnittflächen im wesentlichen in einer Ebene liegen. Dieser Effekt
kann noch verstärkt werden, indem die einander zugewandten Rollenflächen
eben ausgebildet sind und eben in die jeweilige Schnittkante der Rollen
einmünden, so daß die Schnittkante auf der Ebene der jeweils
gegenüberliegenden Rollen zugewandten Rollenfläche liegt. Die abgewandte Rollenseite
weist dann die für die Ausbildung einer Schnittkante erforderliche Anfasung
auf.
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Die Rollen sind vorzugsweise auf einem in dem Rollenkorpus fixierten
Bolzen gelagert, der zwei in der Schnittebene versetzte und geringfügig in der
Rollenachsenebene orthogonal, nicht aber entlang der Achse versetzte
Achslager aufweist. Die Achslager können einen unterschiedlichen
Durchmesser besitzen und das Achslager mit geringerem Durchmesser auf der
Stirnfläche des Achslagers mit größerem Durchmesser angeordnet sein.
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Der Korpus des Schneidwerkzeugs kann eine Durchgangsbohrung
aufweisen, in die der Bolzen eingeschoben und formschlüssig fixiert wird. Dabei
können die Schneidrollen in eine zu der Durchgangsbohrung lotrecht
angeordnete Schlitzbohrung eingesetzt werden, so daß die Rollen beim
Einsetzen des Bolzens in die Durchgangsbohrung auf die jeweiligen Achslager des
Bolzens aufgeschoben und radial sowie axial in dem Korpus fixiert werden.
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Diese Vorrichtung eignet sich insbesondere zum Schneiden von duktilen
Gußwerkstoffen.
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Zum Schneiden von duktilem Gußrohr mit einem bestimmten Durchmesser
und einer bestimmten Wandstärke kann ein bevorzugtes Verfahren
eingesetzt werden, bei dem die Muffenabschnitte, welche eine bestimmte
Wandstärke aufweisen, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die
radialen Außenpunkte der jeweiligen Rollenschnittflächen in einem
bestimmten Abstand angeordnet sind, lediglich geschwächt oder nur
einseitig aufgetrennt, aber nicht beidseitig zertrennt werden, so daß die Muffe im
wesentlichen intakt bleibt oder jedenfalls nicht zwei Halbstücke ausbildet.
Der erforderliche Abstand der radialen Außenpunkte läßt sich einfach
ermitteln, indem der Abstand schrittweise verkleinert oder vergrößert wird,
bis das gewünschte Schwächen oder einseitige Auftrennen auftritt. Durch
den Einsatz einer solchen Anordnung wird ein wesentlicher Nachteil
herkömmlicher Rohrschneidesysteme mit Aufweitkörper überwunden.
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Beim Auftrennen eines Altrohres mit einer herkömmlichen
Schneidvorrichtung besteht häufig das Problem, daß ein aufgetrennter Rohrabschnitt durch
den in axialer Richtung auf diesen Rohrabschnitt durch den Aufweitkörper
ausgeübten Druck über den davor liegenden noch nicht aufgetrennten
Rohrabschnitt geschoben wird, sobald ersterer vollständig aufgetrennt ist. Durch
die beschriebene Ausführungsform der Erfindung wird dies vermieden, da
der Muffenbereich des aufgetrennten Rohrabschnitts lediglich geschwächt
und nicht aufgetrennt wird, so daß dieser auf dem davor liegenden
Rohrabschnitt fixiert bleibt. Erst durch den Aufweitkörper oder die zusätzlichen Best-
oder Schneidmittel wird der Muffenbereich gesprengt oder geschnitten,
wobei der Aufweitkörper aber dann den vorhergehenden Rohrabschnitt
bereits verlassen hat.
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Auch wenn die Erfindung anhand von Rohrleitungen beschrieben wurde, ist
deren Einsatzbereich nicht alleine auf derartige Rohrleitungen beschränkt.
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Ein Einsatz ist vielmehr für jedes Objekt denkbar, bei dem
gegenüberliegende Flächen aufzutrennen und möglichst große Schneidrollenquerschnitte
von Vorteil sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.
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In der Zeichnung zeigen:
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Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in
einem Altrohr,
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Fig. 2 die Vorrichtung der Fig. 1 in einem Querschnitt,
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Fig. 3 und 4 eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit Kanälen für die Schmierung und
anderer Achslagerausgestaltung,
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Fig. 5 ein Ablauf der Rohrauftrennung nach der Erfindung und
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Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem zusätzlichen
Schneidrolle, die einen größeren Durchmesser aufweist als das
Rohr.
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Der Korpus 10 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist in einem Altrohr 20
mit zwei Schneidrollen 30, 32 dargestellt. Die Schneidrollen 30, 32 weisen
Schnittkanten 34, 36 auf. Die Schnittflächen sind durch beidseitige
Anfasungen 33, 35 und 38, 37 ausgebildet. Die Rollen weisen einander zugewandte
Stirnflächen 40, 42 und voneinander abgewandte Außenflächen 44, 46 auf.
Um die Schnittkanten 34 und 36 und dadurch die jeweils durch diese
Schnittkanten verlaufenden Schnittebenen anzunähern, kann die
Schnittkante 34, 36 durch jeweils nur eine Anfasung 38, 35 auf der Außenfläche 44,
46 ausgebildet sein, so daß die einander zugewandten Rollenflächen 40, 42
und die Schnittkanten 34, 36 nahezu zur Deckung gebracht sind.
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Die Schneidrollen 30, 32 sind auf einem Bolzen 50 gelagert, der in einer
Durchgangsbohrung 12 im Korpus 10 formschlüssig fixiert ist.
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Um eine Verformung des Rohres 20 beim Schneiden zu vermeiden, kann
der Bolzen 50 oder das Werkzeug 10 Stützschienen oder Stützrollen 60, 70
aufweisen.
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Der Bolzen 50 besitzt für jede Rolle 30, 32 ein Achslager 52, 54. Die
Achslager 52, 54 sind so angeordnet, daß die Achsen A30 und A32 der Rollen 30 und
32 einen radialen Versatz ΔX in der Schnittebene und einen radialen Versatz
ΔY in der Achsebene aufweisen. Die Achslager 52, 54 besitzen Kanäle 56,
58 für die Schmierung der Rollen, so daß das Schmiermittel durch die
Bewegung der Rollen auf alten Berührungsflächen verteilt wird.
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In Fig. 5 ist dargestellt, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung in drei
Schritten mit einem Aufweitkörper 24 über einen Muffenabschnitt 22 gezogen wird,
wobei der Muffenabschnitt 22 sich verformt, aber nicht vollständig
aufgetrennt wird, sondern erst durch den Aufweitkörper 24 im dritten Schritt
aufgetrennt wird. Der Aufweitkörper kann hierzu wiederum gesonderte
Schneidwerkzeuge aufweisen.
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Wie in der Zeichnung erkennbar, wird durch eine möglichst große Rolle mit
einem möglichst großen Achsabstand a von dem Schnittpunkt s eine
möglichst große orthogonale Kraftkomponente f in radialer Richtung möglich.
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In Fig. 6 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die orthogonale
Kraftkomponente f der Schneidrollen 30, 32 nahezu mit dem Achsabstand a
übereinstimmt. Dabei wird zunächst der Rohrmantel 20 aufgetrennt. Um
sicher zu stellen, dass auch Muffen, Schellen oder ähnliche Verdickungen 82effektiv aufgetrennt werden können, wirkt hinter den Schneidrollen 30, 32
eine Schneidrolle 80 außerhalb des Rohrmantels 20 bzw. der durch die
Strecke S zwischen den Schnittkanten 84, 86 der Schneidrollen 30, 32
aufgespannten Hüllfläche. Eine Muffe 82 wird dann beispielsweise zunächst im
Bereich des Rohrmantels 20 aufgetrennt, um dann durch die nachgelagerte
Rolle 80 vollständig aufgetrennt zu werden. So lässt sich die
Kraftübertragung weiter optimieren.