DE10392209T5

DE10392209T5 - Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines Seils durch einen Rohrabschnitt

Info

Publication number: DE10392209T5
Application number: DE10392209T
Authority: DE
Inventors: Michael New Richmond Tjader
Original assignee: TT Technologies Inc
Current assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2003-01-13
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2023-01-14
Also published as: US20060237702A1; GB0417599D0; DE10392209B4; GB2401252B; US20030213944A1; US7434784B2; US6830234B2; AU2003210492A1; US20050040380A1; GB2401252A; US7125001B2; WO2003061088A1

Abstract

Eine Seilzugvorrichtung mit:
– einer Basiseinheit;
– einem Seilkontaktteil;
– einem Drehgelenk, das das Seilkontaktteil drehbar mit der Basiseinheit verbindet;
– einer ersten Seilgreifvorrichtung, die an dem Seilkontaktteil befestigt ist, wobei die erste Seilgreifvorrichtung dazu ausgelegt ist, ein Seil selektiv zu belegen und freizugeben; und
– einer Betätigungsvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, das Seilkontaktteil hin und herum das Drehgelenk zyklisch zu bewegen.

Description

Technischer Bereich
Die Erfindung betrifft das Ziehen von Seilen durch Rohrabschnitte. Insbesondere betrifft die Erfindung das Bersten und Ersetzen von Rohren oder das Rohr-Lining.
Hintergrund
Rohre, beispielsweise Gusseisen-, Ton- oder duktile Metallrohre wurden verwendet, um Wohnhäuser zu verbinden und Kanalnetze für Betriebsmittel wie Wasser, Abwasser oder Gas etc. zu erzeugen. Wenn das Rohr alt wird, kann es platzen oder brechen, was einen Austausch des Rohrs bedingt.
Eine Technik, die als Rohrbersten bekannt ist, wird derzeit als komfortable Methode zum Ersetzen von unterirdisch verlegten Rohren verwendet und die ohne die Notwendigkeit, das zu ersetzende Rohr auszugraben, auskommt. Eine Vorrichtung zum Zerbrechen des Rohrs, im allgemeinen Aufweitgerät oder Erdrakete genannt, wird durch das bestehende Rohr gezogen oder geschoben, noch während es unterirdisch verlegt ist. Das Aufweitgerät ist dazu ausgelegt, das Rohr zu zerbrechen oder zu bersten und gleichzeitig die Bruchstücke des Rohrs in das umgebende Erdreich zu drücken. Das Aufweiten des zerbrochenen Rohrs ermöglicht dem Aufweitgerät, ein Austauschrohr an Ort und Stelle einzuziehen. Alternativ verwenden einige Methoden das Aufweitgerät um lediglich ein Rohr mit einem geringeren Durchmesser in das bestehende Rohr einzuziehen; diese Methode schränkt jedoch den Fluss innerhalb des ausgetauschten Rohrs aufgrund des geringeren Durchmessers des Austausch- oder Liner-Rohrs ein. Die Rohrberst- oder Lining-Technik wurde typischerweise bei Rohren mit großem Durchmesser verwendet, beispielsweise bei Hauptleitungen für Wasser oder Abwasser. Aufgrund der Größe der Rohre bei dieser Art des Austauschs ist es nötig, dass die Ausrüstung, die zum Ziehen oder Schieben des Aufweitgeräts durch das Rohr verwendet wird, große Kräfte aufbringen muss. Aufgrund dessen ist die allgemeine industrielle Ausrüstung zum Ziehen oder Schieben des Aufweitgeräts relativ groß und teuer, beispielsweise ein oberirdisches Seilwinden- und Flaschenzugsystem. Diese für große Dimensionen ausgelegte Methoden erfordern in der Regel einen großen Zugangsschacht, der wenigstens an einem Ende des zu ersetzenden Rohrs ausgehoben wird.
Seit kurzer Zeit wird die Technik des Rohrberstens für Rohre mit geringem Durchmesser wie beispielsweise Nebenleitungen verwendet. Kleinere abgezweigte Rohre von einer größeren Hauptleitung für Wasser oder Abwasser, etc. werden im allgemeinen als Nebenleitungen bezeichnet. Das Austauschen von kleineren Nebenleitungen ist in der Regel eine mit geringeren Kosten verbundene Arbeit als bei Hauptleitungen, und aufgrund der geringeren Gewinnmöglichkeiten werden diese Arbeiten häufig kleineren Auftragneuhmern überlassen.
Ein Problem entsteht für die kleineren Auftragnehmer, die die Rohrbersttechnik für das Austauschen von Nebenleitungen verwenden wollen. Die konventionelle Ausrüstung der Industrie zum Ziehen oder Schieben des Aufweitgeräts durch das Rohr ist für das Austauschen von Nebenleitungen aufgrund des geringeren Gewinns zu teuer, um gekauft oder geleast zu werden.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Seilzugvorrichtung zu schaffen, die kleiner, weniger teuer und einfach zu handhaben ist, um für den Austausch von Nebenleitungen brauchbar zu sein.
Der obenbeschriebene Bedarf an kleineren, kostengünstigeren und einfacher zu handhabenden Seilzugvorrichtungen wird durch die vorliegende Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht.
Eine bevorzugte Seilzugvorrichtung weist eine Basiseinheit und ein Seilkontaktteil auf. Ein Drehgelenk verbindet das Seilkontaktteil drehbar mit der Basiseinheit. Die Seilzugvorrichtung umfasst zudem eine erste Seilgreifvorrichtung, die an dem Seilkontaktteil befestigt ist, wobei die erste Seilgreifvorrichtung dazu ausgelegt ist, ein Seil selektiv zu belegen oder freizugeben. Die Seilzugvorrichtung umfasst weiterhin eine Betätigungsvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, das Kabelkontaktteil hin und herum das Drehgelenk zyklisch zu bewegen.
Eine andere Ausführungsform einer Seilzugvorrichtung weist eine Basiseinheit und ein Kabelkontaktteil auf. Ein Drehgelenk verbindet das Kabelkontaktteil drehbar mit der Basiseinheit. Die Seilzugvorrichtung umfasst weiterhin eine erste Seilgreifvorrichtung, die an dem Seilkontaktteil befestigt ist, wobei die erste Seilgreifvorrichtung dazu ausgelegt ist, ein Seil selektiv zu belegen oder freizugeben. Die Seilzugvorrichtung weist weiterhin eine Betätigungsvorrichtung auf, die dazu ausgelegt ist, das Seilkontaktteil hin und her um das Drehgelenk zyklisch zu bewegen. Die Seilzugvorrichtung weist weiterhin eine Verbindungsfläche auf, die an der Seilzugvorrichtung befestigt ist, wobei die Verbindungsfläche dazu ausgelegt ist, die Verbindung mit einem Ausleger eines Erdarbeitsgeräts herzustellen.
Eine weitere Ausführungsform einer Seilzugvorrichtung weist eine Basiseinheit und eine bogenförmige Seilführung auf. Die bogenförmige Seilführung weist eine Seilführungsnut und eine Reibfläche auf, die im wesentlichen innerhalb der Seilführungsnut liegt. Die Seilzugvorrichtung weist weiterhin ein Drehgelenk auf, das die bogenförmige Seilführung mit der Basiseinheit drehbar verbindet, und eine erste Seilgreifvorrichtung, die in der Nähe der Reibfläche mit der bogenförmigen Seilführung verbunden ist. Die Seilzugvorrichtung weist weiterhin einen ersten Betätigungszylinder auf, der an der ersten Seilgreifvorrichtung befestigt ist, wobei der erste Betätigungszylinder dazu ausgelegt ist, eine Greifkraft zwischen der ersten Seilgreifvorrichtung und der Reibfläche zu erzeugen; und einen zweiten Betätigungszylinder, der dazu ausgelegt ist, die bogenförmige Seilführung hin und herum das Drehgelenk zu rotieren.
Ein Verfahren zum Ziehen eines Seils durch einen Rohrabschnitt weist das Verlegen eines Seils innerhalb eines Rohrabschnitts und das Anordnen eines Abschnitts des Seils außerhalb des Rohrabschnitts entlang einer Reibfläche eines Seilkontaktteils auf. Das Verfahren weist weiterhin das zyklische Bewegen des Seilkontaktteils über wenigstens einen Zyklus auf. Ein Zyklus umfasst das Betätigen einer ersten Seilgreifvorrichtung, die an dem Seilkontaktteil befestigt ist, wobei eine Greifkraft auf das Kabel in wenigstens einem Abschnitt der Reibfläche ausgeübt wird. Der Zyklus umfasst weiterhin das Drehen des Seilkontaktteils um ein Drehgelenk von einem ersten Ende eines Bewegungsbereiches zu einem zweiten Ende des Bewegungsbereiches, um eine axiale Zugkraft in dem Seil zu erzeugen. Der Zyklus weist weiterhin das Lösen der ersten Seilgreifvorrichtung an dem zweiten Ende des Bewegungsbereichs auf, um die Greifkraft auf das Kabel zu lösen, sowie das Zurückkehren der Seilführung zu dem ersten Ende des Bewegungsbereichs.
Diese und andere Ausführungsformen, Aspekte, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden zum Teil dem Fachmann durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der Erfindung sowie die in Bezug genommenen Zeichnungen oder durch Verwendung der Erfindung offensichtlich. Die Aspekte, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden erfasst und erreicht durch Vermittlung, Vorgänge und Kombinationen, die besonders in den beigefügten Ansprüchen hervorgehoben sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Seilzugvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung.
2A zeigt eine Explosionsansicht einer Seilzugvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung.
2B zeigt eine Komponente einer Seilzugvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung.
2C zeigt einen Querschnitt der 2B.
2D zeigt Komponenten eines Klemmelements einer Seilzugvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2E zeigt andere Komponenten eines Klemmelements einer Seilzugvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Seilzugvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4A zeigt eine perspektivische Ansicht einer Seilzugvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4B zeigt eine perspektivische Ansicht einer Seilzugvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung
In der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung wird Bezug genommen auf die beiliegenden Zeichnungen, die einen Teil hiervon darstellen und in denen durch bildliche Darstellung besondere Ausführungsformen, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann, dargestellt sind. In den Zeichnungen werden gleiche Nummerierungen zur Beschreibung von im wesentlichen ähnlichen Bauteilen für die verschiedenen Ansichten verwendet. Die Ausführungsformen sind ausreichend detailliert beschrieben, um Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung auszuführen. Andere Ausführungsformen können verwendet werden und strukturelle oder Änderungen hinsichtlich der Bedienung können durchgeführt werden, ohne sich von dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung zu entfernen.
In der folgenden Beschreibung bezieht sich der Ausdruck Seil auf alle möglichen aus einer Vielzahl von flexiblen Produkten. Die Bezeichnung Seil umfasst Drahtseil und Kabel oder Seile, hergestellt aus einer Anzahl von Materialien umfassend Stahl. In der folgenden Beschreibung, sofern nicht anders dargestellt, beziehen sich die Beschreibungen von Kräften, Positionen etc., die ein Seil wie oben beschrieben betreffen, auf Radial- und Axialkräfte. Axialkräfte, beispielsweise Spannungen in einem Seil, beziehen sich auf Kräfte, die im wesentlichen entlang einer Längsachse des Seils verlaufen. Kräfte wie Greifkräfte beziehen sich in der Regel auf Kräfte, die gegen Axialkräfte wirken. In einem Beispiel umfasst eine Greifkraft eine Reibkraft, die von einem Element, beispielsweise einer Klemme, die in Kontakt mit dem Kabel gebracht wird, hervorgerufen wird. Eine Reibkraft bezieht sich auf eine Radialkraft, die im wesentlichen in normaler Richtung zur Längsachse des Seils verläuft, auf die Kontaktfläche und einen Reibungskoeffizienten in Abhängigkeit von der Materialschnittstelle.
1 zeigt eine Seilzugvorrichtung 100. Die Seilzugvorrichtung 100 umfasst eine Basiseinheit 110 und ein Seilkontaktteil 120. Das Seilkontaktteil 120 ist an einem Drehgelenk 102 an die Basiseinheit 110 gekoppelt. Das Seilkontaktteil 120 ist um das Drehgelenk 102 in einem Bewegungsbereich 104 relativ zu der Basiseinheit 110 drehbar. In einer Ausführungsform ist ein Hauptbetätiger 130 zwischen der Basiseinheit 110 und dem Seilkontaktteil 120 gekoppelt, um das Seilkontaktteil 120 in dem Bewegungsbereich 104 anzutreiben. In einer Ausführungsform ist eine erste Seilgreifvorrichtung 170 mit dem Seilkontaktteil 120 ver bunden. Die erste Seilgreifvorrichtung 170 wird verwendet, um eine Greifkraft auf ein Seil 140 aufzubringen. In einer Ausführungsform bringt die erste Seilgreifvorrichtung 170 eine Greifkraft durch Betätigung von wenigstens einem Klemmelement gegen das Seilkontaktteil 120 auf. Weitere Ausführungsformen der ersten Seilgreifvorrichtung 170 werden im folgenden detailliert erörtert.
In einer Ausführungsform ist weiterhin eine zweite Seilgreifvorrichtung 180 in der Seizugvorrichtung 100 vorgesehen. In einer Ausführungsform ist die zweite Seilgreifvorrichtung 180 dazu ausgelegt, selektiv eine Seilgreifkraft aufzubringen. In einer Ausführungsform ermöglicht die zweite Seilgreifvorrichtung 180 eine Seilgreifkraft zumindest während der Arbeitsabschnitte, wenn die erste Seilgreifvorrichtung 170 von dem Seil 140 gelöst ist. Weitere Ausführungsformen der zweiten Seilgreifvorrichtung 180 werden ebenfalls im folgenden detailliert erörtert.
2A zeigt eine Ausführungsform einer Seilzugvorrichtung 200. Eine Basiseinheit 210 mit einem Seilkontaktteil 220 ist dargestellt. Das Seilkontaktteil 220 ist über ein Drehgelenk 212 mit der Basiseinheit 210 verbunden. In einer Ausführungsform ist das Drehgelenk 210 durch Verwendung von Schnellverschlussbolzen 222 abnehmbar.
Eine erste Seilgreifvorrichtung 270 ist ebenfalls in 2A dargestellt. In einer Ausführungsform umfasst die erste Seilgreifvorrichtung 270 ein Paar von Seitenplatten 252, einen Nocken 264, einen Klemmelementträger 256, Klemmelement 260 und ein zweites Klemmelement 262 und einen ersten Seilgreifvorrichtungsbetätiger 250. Das erste Klemmelement 260 ist mit dem Klemmelementträger 256 verbunden, während das zweite Klemmelement 262 mit dem Seilkontaktteil 120 verbunden ist. Der Klemmelementträger 256 ist weiterhin mit den Seitenplatten 252 verbunden, und die Seitenplatten 252 sind mit dem Nocken 264 verbunden.
Der Nocken 264 ist in einem Bewegungsbereich drehbar, was die Betätigung der ersten Seilgreifvorrichtung 270 unterstützt. Die Seitenplatten 252 sind mit dem Nocken 264 derart verbunden, dass die Seitenplatten 252 in eine Klemmbewegung in Richtung des Seilkontaktteils 220 gezwungen werden, wenn der Nocken 264 über den Bewegungsbereich rotiert wird. Der Nocken 264 wird in seinem Bewegungsbereich durch den Betätiger 250 der ersten Seilgreifvorrichtung betä tigt. In einer Ausführungsform ist der Betätiger 250 zwischen dem Nocken 264 und dem Seilkontaktteil 220 gekoppelt.
Andere Verfahren zur Betätigung der ersten Seilgreifvorrichtung 270 werden im Rahmen der Erfindung in Erwägung gezogen. Während in 2A ein Nocken 264 und ein Betätiger 250 dargestellt sind, können alternativ mechanische Anlenkungen und krafterzeugende Vorrichtungen verwendet werden. In einer Ausführungsform wird die erste Seilgreifvorrichtung 270, wie oben beschrieben, selektiv von einem Betätiger 250 betätigt. Andere Ausführungsformen umfassen eine erste Seilgreifvorrichtung 270, die passiv, beispielsweise über die Seilspannung, betätigt wird. In einer Ausführungsform umfasst die erste Seilgreifvorrichtung 270 einen Keil, eine Vorrichtung zum Ineingriffbringen, eine Anzahl an Stellringen, etc., ist hierauf jedoch nicht eingeschränkt.
In einer Ausführungsform ist weiterhin eine zweite Seilgreifvorrichtung 280 vorhanden. 2A zeigt eine Ausführungsform einer zweiten Seilgreifvorrichtung 280, die ein Paar von Klemmelementen 282 aufweist. Ausführungsformen mit einem einzigen oder mehreren Klemmelementen werden ebenfalls im Rahmen der Erfindung in Erwägung gezogen. Neben der Verwendung von Klemmelementen können weitere alternative mechanische Anlenkungen oder krafterzeugende Vorrichtungen verwendet werden. In einer Ausführungsform wird das Paar von Klemmelementen 282 mit der Basiseinheit 210 über ein Paar von Drehelementen verbunden. In einer Ausführungform wird das Paar von Klemmelementen 282 betätigt, um auf passive Art eine Seilgreifkraft aufzubringen. In einer Ausführungsform wird das Paar der Klemmelemente 282 in Reaktion zu der axialen Seilspannung unter Verwendung eines Einflusses eines Nockens oder Keils betätigt. Andere Ausführungsformen umfassen eine zweite Seilgreifvorrichtung 280, die selektiv von einer Betätigungsvorrichtung betätigt wird.
Eine Ausführungsform umfasst weiterhin eine Klemmelementöffnungsvorrichtung 284, die an das Paar von Klemmelementen 282 gekoppelt ist. Im Betrieb wird einem Benutzer optional ermöglicht, das Paar von Klemmelementen 282 durch Verwendung der Klemmelementöffnungsvorrichtung 284 aus Gründen wie beispielsweise dem Einführen eines Seils 240 in die zweite Seilgreifvorrichtung 280 für eine anfängliche Einrichtung für einen Seilzugvorgang zu öffnen. Insbesondere ist das Paar von Klemmelementen 282 in 2A so positioniert, dass sie, wenn sie geöffnet sind, ermöglichen, das Seil 240 von oben oder unten ohne Demontage der zweiten Seilgreifvorrichtung 280 einzuführen. Diese Konfiguration ermöglicht einem Benutzer, schnell und effizient in einem Vorgang zur anfänglichen Einrichtung ein Seil einzuführen. In einer Ausführungsform erfüllt die Klemmelementöffnungsvorrichtung 284 weiterhin eine Funktion als Klemmelementsynchronisiervorrichtung. Elemente wie beispielsweise in Eingriff stehende Zähne dienen dazu, beide Klemmelemente 282 des Paars in einer im wesentlichen symmetrischen Art zu bewegen.
In einer Ausführungsform umfasst die Seilzugvorrichtung einen Hauptbetätiger 230, der die Rotation der Seilkontaktfläche 220 um das Drehgelenk 212 antreibt. Wie bereits beschrieben, umfasst in einer Ausführungsform die erste Seilgreifvorrichtung 270 weiterhin einen Betätiger 250, der eine Kraft für die Greifbetätigung der ersten Seilgreifvorrichtung 270 aufbringt. Obwohl in 2A zwei getrennte Betätiger dargestellt sind, umfassen andere Ausführungsformen einen einzelnen Betätigungszylinder, der sowohl die Hauptrotationskraft als auch eine Greifkraft zur Verfügung stellt. In einer Ausführungsform umfasst der Hauptbetätiger 230 und der Betätiger 250 Hydraulikzylinder. Andere mögliche Betätiger umfassen elektrische Betätiger, pneumatische Betätiger etc., sind hierauf jedoch nicht eingeschränkt. In einer Ausführungsform sind der Hauptbetätiger 230 und der Betätiger 250 der ersten Seilgreifvorrichtung getrennt an eine externe Quelle für hydraulischen Druck gekoppelt. In einer Ausführungsform sind der Hauptbetätiger 230 und der Betätiger 250 der ersten Seilgreifvorrichtung an eine einzige externe Quelle für hydraulischen Druck gekoppelt und werden in einer gewünschten Reihenfolge unter Verwendung eines Taktventils betätigt. Obwohl die in 2A dargestellte Ausführungsform für eine externe hydraulische Druckquelle ausgelegt ist, umfassen andere Ausführungsformen lokale hydraulische Druckquellen oder andere Quelle für die Beätigungsleistung.
Die 2B und 2C zeigen weiterhin das Seilkontaktteil 220. Das in 2B dargestellte Seilkontaktteil 220 umfasst ein Drehgelenkteil 224, der, wie in 2A dargestellt ist, verwendet wird, um das Seilkontaktteil 220 mit der Basiseinheit 210 drehbar zu verbinden. 2B zeigt weiterhin eine Betätigerhalterung 232, um, wie in 2A dargestellt, den Hauptbetätiger 230 anzukoppeln. Eine Aus führungsform umfasst eine Seilgreifvorrichtungsbetätigerhalterung 228, neben einer Nockeneingriffsfläche 226. Die Seilgreifvorrichtungsbetätigerhalterung 228 und die Nockeneingriffsfläche 226 werden in den oben beschriebenen Ausführungsformen verwendet, die einen Nocken 264 und einen Betätiger 250 für die erste Seilgreifvorrichtung 270 einbeziehen. Weiterhin umfasst eine Ausführungsform einen Klemmelementeingriffsbereich 258 in dem Seilkontaktteil 222 zur Aufnahme von wenigstens einem Klemmelement.
In einer Ausführungsform umfasst das Seilkontaktteil 220 eine Seilführungsfläche 221. In einer Ausführungsform umfasst die Seilführungsfläche einen bogenförmigen Teil 227. Der gebogene Teil 227 kann einen Kreisbogen, einen Teil einer Ellipse oder einen anderen kurvigen Abschnitt, beispielsweise eine exponentielle oder logarithmische Kurven umfassen. Ein Seil wird sowohl von der Seilführungsfläche 221 geführt als auch über Reibung beaufschlagt. Im Gegensatz zu einer Linearzuganordnung wird die Reibbeaufschlagung durch die Rotation des Seilkontaktteils 220 ermöglicht. Während der Rotation bewirkt eine Axialkraft des Seils ebenfalls eine Normalkraft des Seils auf das Seilkontaktteil 220. Die spezifische Form des Seilkontaktteils 220 (beispielsweise eine bogenförmige Form) unterstützt die Ermittlung der Größe und der Änderungsrate der Normalkräfte, die auf den Seilkontaktteil 220 wirkend erzeugt werden. Diese Normalkraft trägt zu dem Reibschluss des Seils mit dem Seilkontaktteil 220 bei. In einer Linearzuganordnung wird keine Normalkraft erzeugt.
In einer Ausführungsform umfasst die Seilführungsfläche 221 eine Nut mit Dimensionen 225, die kleiner als das zu ziehende Seil ausgelegt sind. In einer Ausführungsform umfasst die Nut mindestens eine konisch zulaufende Wand 223, die den Reibschluss mit dem zu ziehenden Seil erhöht.
Wie bereits erörtert, umfasst die erste Seilgreifvorrichtung in einer Ausführungsform eine Anzahl von Klemmelementen. 2D stellt ein Beispiel der mit der ersten Seilgreifvorrichtung 270 gemäß einer Ausführungsform verbundenen Klemmelemente dar. Das erste Klemmelement 260 und das zweite Klemmelement 262 werden in 2D gezeigt. In einer Ausführungsform werden die Klemmelemente getrennt von anderen Komponenten gefertigt, um den Austausch oder die Reparatur der Klemmelemente zu erleichtern. Andere Ausführungsfor men umfassen Klemmelemente, die in Komponenten der Seilzugvorrichtung 200 integriert sind. Eine Ausführungsform des zweiten Klemmelements 262 umfasst einen Vorsprung 263, der verwendet wird, um in das Paar von Seitenplatten 252 einzugreifen, wie es in 2A dargestellt ist. In einer Ausführungsform umfassen das erste Klemmelement 260 und das zweite Klemmelement 262 eine glatte Seilkontaktfläche 261 bzw. 265. Andere Ausführungsformen umfassen eine strukturierte Seilkontaktfläche 261, beispielsweise mit Kanten oder Zähnen. In einer Ausführungsform weist nur eines der Klemmelemente eine glatte Seilkontaktfläche auf. Während eine strukturierte Seilkontaktfläche 261 die Greifkraft verbessert, ist eine glatte Seilkontaktfläche 261 wünschenswert, da die Beschädigung der Seiloberfläche minimiert wird.
Eine glatte Seilkontaktfläche 261 eines Klemmelements ist zweckmäßig anwendbar, wenn eine ausreichend große Greifkraft ohne die Notwendigkeit einer strukturierten Klemmelementfläche geboten werden kann. Ein Vorteil der Verwendung eines Seilkontaktteils 220 mit den oben beschriebenen Merkmalen, das ein Seil reibschlüssig beaufschlagt, ist, dass das Seilkontaktteil 220 eine zusätzliche Kraft bereitstellt, um der Seilspannung während eines Seilzugvorgangs standzuhalten. Für manche Anwendungen kann eine glatte Seilkontaktfläche 261 lediglich bei Bauweisen verwendet werden, die eine zusätzliche Kraft aufbringen, so wie die Kraft, die durch die Ausführungsform des oben beschriebenen Seilkontaktteils 220 aufgebracht wird.
2E veranschaulicht ein Beispiel eines Klemmelements 282 gemäß 2A, integriert in die zweite Seilgreifvorrichtung 280. Das Klemmelement 282 zeigt ein Drehelement 285, beispielsweise ein kreisförmiges Loch. Ähnlich zu den Ausführungsformen der Klemmelemente, wie sie für die erste Seilgreifvorrichtung 270 verwendet werden, umfasst das Klemmelement 282 in einer Ausführungsform eine glatte Seilkontaktfläche 283. Andere Ausführungsformen umfassen eine strukturierte Seilkontaktfläche 261, beispielsweise Kanten oder Zähne.
3 zeigt eine Seilzugvorrichtung 300. Die Seilzugvorrichtung 300 umfasst ein erstes Lastverteilungsteil 310 und ein zweites Lastverteilungsteil 320. In einer Ausführungsform umfassen das erste Lastverteilungsteil 310 und das zweite Lastverteilungsteil 320 im wesentlichen flache Platten. Zur Ausbildung des ersten Lastverteilungsteils 310 und des zweiten Lastverteilungsteils 320 sind Werkstoffe wie Aluminium, Stahl, andere Metalle, Verbundwerkstoffe etc. verwendbare Materialien. In einer Ausführungsform sind das erste Lastverteilungsteil 310 und das zweite Lastverteilungsteil 320 im wesentlichen senkrecht zueinander. In einer Ausführungsform umfasst das erste Lastverteilungsteil 310 wenigstens einen Handgriff 322. In einer Ausführungsform umfasst das zweite Lastverteilungsteil 320 wenigstens einen Handgriff 312. Eine Funktion der Handgriffe umfasst die Anwenderfreundlichkeit beim Tragen der entsprechenden Lastverteilungsteile. In einer Ausführungsform sind das erste Lastverteilungsteil 310 und das zweite Lastverteilungsteil 320 einzeln von der Seilzugvorrichtung 300 abnehmbar. Verbindungsmerkmale wie Merkmale 302 sind in einer Ausführungsform vorhanden, um ein einfaches An- und Abkoppeln der Lastverteilungsteile 310 und 320 mit der Seilzugvorrichtung 300 zu ermöglichen. Beispiele für Verbindungsmerkmale 302 umfassen Schrauben, Schwalbenschwanzverbinder, Bolzen, Nuten etc., sind hierauf jedoch nicht eingeschränkt.
Während des Betriebs dienen das erste Lastverteilungsteil 310 und das zweite Lastverteilungsteil 320 der Seilzugvorrichtung 300 als Kraftverteilungsflächen. Jedes der Teile 310, 320 wirken auf eine Erdoberfläche in unterschiedlicher Richtung normal zur Hauptfläche der entsprechenden Platten. In einer Ausführungsform beaufschlagt das erste Lastverteilungsteil 310 eine Wand eines Schachts, wobei die Wand im wesentlichen senkrecht zu der Seilzugrichtung steht. In einer Ausführungsform beaufschlagt das zweite Lastverteilungsteil 320 eine Bodenfläche eines Schachts, wobei die Bodenfläche im wesentlichen parallel zu dem Erdboden verläuft. Die zwei Kraftverteilungsrichtungen, die von dem ersten Lastverteilungsteil 310 und dem zweiten Lastverteilungsteil 320 bereitgestellt werden, ermöglichen eine stabilere Standfläche für die Seilzugvorrichtung 300. In einer Ausführungsform vereinigen das erste Lastverteilungsteil 310 und das zweite Lastverteilungsteil 320 Kraftverteilungskräfte, die einer nach unten drehenden Kraft widerstehen.
4A zeigt eine Seilzugvorrichtung 400. Die Seilzugvorrichtung 400 umfasst eine Zugeinheit 401 und eine Kraftverteilungsvorrichtung 410. In einer Ausführungsform ist die Zugeinheit ähnlich zu bereits beschriebenen Ausführungsformen. In einer Ausführungsform ist die Kraftverteilungsvorrichtung 410 einfach von der Zugeinheit 401 abnehmbar. Verbindungsmerkmale wie Merkmal 402 und Fügemerkmal 412 sind in einer Ausführungsform vorhanden, um ein einfaches An- und Abkuppeln der Kraftverteilungsvorrichtung 410 von der Seilzugvorrichtung 400 zu ermöglichen. Beispiele für Verbindungsmerkmale 402 und Fügemerkmale 412 umfassen Schrauben, Schwalbenschwanzverbinder, Bolzen, Nuten etc., sind hierauf jedoch nicht eingeschränkt.
In einer Ausführungsform umfasst die Kraftverteilungsvorrichtung 410 ein erstes Lastverteilungsteil 414 und ein zweites Lastverteilungsteil 416. In einer Ausführungsform umfassen das erste Lastverteilungsteil 414 und das zweite Lastverteilungsteil 416 im wesentlichen flache Platten. Zur Ausbildung des ersten Lastverteilungsteil 414 und des zweiten Lastverteilungsteils 416 sind Materialien wie Aluminium, Stahl, andere Metalle, Verbundmaterialien etc. verwendbar. In einer Ausführungsform sind das erste Lastverteilungsteil 310 und das zweite Lastverteilungsteil 320 im wesentlichen senkrecht zueinander. 4A zeigt weiterhin eine Öffnung 422, die das bequeme Laden eines Seils (nicht dargestellt) in die Zugeinheit 401 ermöglicht, ohne dass das Demontieren von Komponenten der Seilzugvorrichtung 400 nötig wird.
Die Kraftverteilungsvorrichtung 410 der 4 veranschaulicht eine Ausführungsform, wo das erste Lastverteilungsteil 414 und das zweite Lastverteilungsteil 416 miteinander verbunden sind, um eine integrierte einstöckige Komponente zu bilden. In einer Ausführungsform sind Komponenten der Kraftverteilungsvorrichtung 410 einschließlich des ersten Lastverteilungsteils 310 und des zweiten Lastverteilungsteils 320 zusammengeschweißt.
Die Kraftverteilungsvorrichtung 410 umfasst weiterhin eine Verbindungsfläche 418. In einer Ausführungsform umfasst die Verbindungsfläche 418 weiterhin wenigstens ein Verbindungsmerkmal 420. In einer Ausführungsform umfasst das Verbindungsmerkmal 420 eine Anzahl von Gewindelöchern zur Aufnahme von Schrauben. Andere Verbindungsmerkmale 420 umfassen Nuten, Bolzen, Schnellverschlussverbindungen etc.
4B veranschaulicht weiterhin die an einen Geräteausleger 430 gekoppelte Seilzugvorrichtung 400. 4B zeigt, dass der Geräteausleger 430 mit der Ver bindungsfläche 418 der Kraftverteilungsvorrichtung 410 verbunden ist. Andere Ausführungsformen umfassen das Kuppeln des Geräteauslegers 430 direkt mit der Zugeinheit 401 der Seilzugvorrichtung 400. Erdarbeitsgeräte, die einen Geräteausleger 430 umfassen, können einen Bagger, einen Löffelbagger, ein Skid-Steer-Fahrzeug etc. umfassen. Das Anbinden der Kraftverteilungsvorrichtung 410 an einen Geräteausleger 430 macht das Aufstellen der Seilzugvorrichtung 400 an einem Einsatzort wie einem Schacht einfacher und sicherer. Erdarbeitsgeräte haben auch häufig hydraulische Hilfssysteme, die verwendet werden können, um die Seilzugvorrichtung 400 anzutreiben.
5 veranschaulicht ein Verfahren zum Betrieb einer Seilzugvorrichtung entsprechend der oben beschriebenen Ausführungsformen. Eine Seilzugvorrichtung ist mit einem Seil verbunden, das in ein zu ersetzendes Rohr eingezogen wurde. Bei einem Verfahren ist das Seil weiterhin mit einem Berstkopf, einem Aufweitgerät, etc. verbunden, das durch das zu ersetzende Rohr gezogen wird. Das Aufweitgerät zieht, während es durch das alte Rohr gezogen wird, ein neues Rohr ein. Neben anderen Möglichkeiten kann das zu ersetzende Rohr von dem Aufweitgerät geborsten werden, oder der Berstkopf kann verwendet werden, um einen Liner mit geringerem Durchmesser in das zu ersetzende Rohr einzuziehen.
Bei der Verwendung einer Ausführungsform der oben beschriebenen Seilzugvorrichtung wird das Seil in einer ersten Seilgreifvorrichtung und in einer zweiten Seilgreifvorrichtung plaziert. Die Seilzugvorrichtung wird dann über eine Anzahl von Zyklen betrieben, bis das Seil die gewünschte Distanz gezogen wurde. In einer Ausführungsform umfasst ein Zyklus zunächst die Betätigung der ersten Seilgreifvorrichtung, um ein Ende des Seils gegen ein Seilkontaktteil zu klemmen. Das Seilkontaktteil wird daraufhin um ein Drehgelenk von einem ersten zu einem zweiten Ende eines Bewegungsbereichs rotiert. Rotation, im Gegensatz zu einem linearen Zugmechanismus, ermöglicht, dass das Seilkontaktteil eine zusätzliche Reibkraft erzeugt, die das Greifen des Seils unterstützt. Wie bereits erörtert wurde, erhöht die zusätzliche Reibkraft, die von dem Seilkontaktteil bereitgestellt wird, die Greifkraft und ermöglicht gleichzeitig, glatte Klemmelemente zu benutzen, wodurch die Beschädigung des Seils reduziert wird.
Am zweiten Ende des Bewegungsbereichs wird die erste Seilgreifvorrichtung gelöst und die zweite Seilgreifvorrichtung betätigt. Die zweite Seilgreifvorrichtung fixiert das Seil, während das Seilkontaktteil zu dem ersten Ende des Bewegungsbereichs zurückkehrt. Sobald das Seilkontaktteil zu dem ersten Ende des Bewegungsbereichs zurückkehrt, kann der Zyklus so oft wiederholt werden, wie es notwendig ist, um das Seil über die gewünschte Distanz zu ziehen.
Schlussfolgerungen
Es wurde somit eine Seilzugvorrichtung und ein Verfahren gezeigt, bei dem die Seilzugvorrichtung kleiner und preiswerter und einfacher für das Ersetzen von Nebenleitungen zu verwenden ist. Die Seilzugvorrichtung umfasst ein Seilkontaktteil, das eine zusätzliche Reibkraft während eines Drehzughubs erzeugt. Neben anderen Vorteilen erlaubt dies eine kleinere und kompaktere Bauweise, die eine höhere Greif- und Zugleistung ermöglicht. Die oben beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen weiterhin eine glatte Klemmelementausführung, die die Beschädigung des Seils reduziert.
Eine Seilzugvorrichtung wurde ebenfalls gezeigt, die die Anordnung einer Kraftverteilungsvorrichtung umfasst. Eine Ausführungsform umfasst im wesentlichen senkrechte Platten, die helfen, die Verdrehung der Vorrichtung während des Zugvorgangs zu reduzieren. In einer weiteren Ausführungsform ist eine Kraftverteilungsvorrichtung dazu ausgelegt, mit einem Ausleger eines Erdarbeitsgeräts verbunden zu werden. Diese Ausführung ist sicherer und einfacher zu bedienen, da sie die Notwendigkeit beseitigt, die Seilzugvorrichtung in den ausgehobenen Schacht zu heben und im wesentlichen die Bediener aus dem Schacht heraushält, wo sie einem erhöhten Verletzungsrisiko unterliegen würden.
Obwohl spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, werden Fachleute erkennen, dass jeder Aufbau, der in Betracht gezogen wird um den gleichen Zweck zu erreichen, als Ersatz für die spezifische dargestellte Ausführungsform verwendet werden kann. Diese Anmeldung soll alle Abänderungen oder Variationen der vorliegenden Erfindung abdecken. Selbstverständlich ist die obige Beschreibung als veranschaulichend und nicht beschränkend anzusehen. Kombinationen der oben beschriebenen Ausführungsformen und andere Ausführungsformen werden dem Fachmann durch eine Durchsicht der obigen Beschreibung offensichtlich. Der Geltungsbereich der Erfindung umfasst jede andere Anwendung, in welcher die obengenannten Strukturen und Fertigungsmethoden verwendet werden.
Zusammenfassung
Eine verbesserte Seilzugvorrichtung und ein entsprechendes Verfahren wird gezeigt. Die Seilzugvorrichtung ist kleiner, preiswerter und einfach für das Ersetzen von Nebenleitungen zu verwenden. Die Seilzugvorrichtung umfasst ein Seilkontaktteil, das eine zusätzliche Reibkraft während eines drehenden Zughubs bereitstellt. Neben weiteren Vorteilen ermöglicht dies eine kleinere und kompaktere Bauweise, die eine höhere Greif- und Zugleistung bereitstellt. Ausführungsformen, wie sie zuvor beschrieben wurden, ermöglichen weiterhin eine glattflächige Klemmelementausführung, die die Seilbeschädigung reduziert. Weiterhin wird eine Seilzugvorrichtung gezeigt, die eine Anordnung einer Kraftverteilungsvorrichtung umfasst. Eine Ausführungsform umfasst im wesentlichen senkrechte Platten, die helfen, das Verdrehen der Vorrichtung während eines Zugvorgangs zu verringern. In einer weiteren Ausführungsform ist die Kraftverteilungsvorrichtung dazu ausgelegt, mit einem Ausleger eines Erdarbeitsgeräts verbunden zu werden.

Claims

Eine Seilzugvorrichtung mit: – einer Basiseinheit; – einem Seilkontaktteil; – einem Drehgelenk, das das Seilkontaktteil drehbar mit der Basiseinheit verbindet; – einer ersten Seilgreifvorrichtung, die an dem Seilkontaktteil befestigt ist, wobei die erste Seilgreifvorrichtung dazu ausgelegt ist, ein Seil selektiv zu belegen und freizugeben; und – einer Betätigungsvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, das Seilkontaktteil hin und herum das Drehgelenk zyklisch zu bewegen.
Die Seilzugvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Seilkontaktteil eine bogenförmige Form aufweist.
Die Seilzugvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Seilkontaktteil eine Nut umfasst, die dazu ausgelegt ist, das Seil zu beaufschlagen.
Die Seilzugvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Seilgreifvorrichtung eine im wesentlichen glatte Greiffläche des Klemmelements aufweist.
Die Seilzugvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine zweite Seilgreifvorrichtung, die an der Basiseinheit befestigt ist, wobei die zweite Seilgreifvorrichtung dazu ausgelegt ist, ein Seil selektiv zu belegen und freizugeben.
Die Seilzugvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Klemmbetätigungsvorrichtung, die an die erste Seilgreifvorrichtung gekoppelt ist, wobei die Klemmbetätigungsvorrichtung dazu ausgelegt ist, bei Betätigung eine Greifkraft bereitzustellen.
Die Seilzugvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Betätigungsvorrichtung und die Klemmbetätigungsvorrichtung Hydraulikzylinder aufweist.
Die Seilzugvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Tangente des Seilkontaktteils im wesentlichen fluchtend zu der Seilzugachse ist.
Eine Seilzugvorrichtung mit: – einer Basiseinheit; – einem Seilkontaktteil; – einem Drehgelenk, das das Seilkontaktteil drehbar mit der Basiseinheit verbindet; – einer ersten Seilgreifvorrichtung, die an dem Seilkontaktteil befestigt ist, wobei die erste Seilgreifvorrichtung dazu ausgelegt ist, ein Seil selektiv zu belegen und freizugeben; und – einer Betätigungsvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, das Seilkontaktteil hin und herum ein Drehgelenk zyklisch zu bewegen; und – einer Verbindungsfläche, die an der Seilzugvorrichtung befestigt ist, wobei die Verbindungsfläche dazu ausgelegt ist, an einen Ausleger eines Erdarbeitsgeräts zu koppeln.
Die Seilzugvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Ausleger des Erdarbeitsgeräts einen Baggerausleger aufweist.
Die Seilzugvorrichtung nach Anspruch 9, weiterhin umfassend einen erstes Lastverteilungsteil, das an der Basiseinheit befestigt ist.
Die Seilzugvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Verbindungsfläche an dem ersten Lastverteilungsteil befestigt ist.
Die Seilzugvorrichtung nach Anspruch 11, weiterhin umfassend ein zweites Lastverteilungsteil, das an der Basiseinheit befestigt ist, wobei das zweite Lastverteilungsteil im wesentlichen senkrecht zu dem ersten Lastverteilungsteil angebracht ist.
Die Seilzugvorrichtung nach Anspruch 13, wobei das erste Lastverteilungsteil und das zweite Lastverteilungsteil von der Basiseinheit demontierbar sind.
Die Seilzugvorrichtung nach Anspruch 9, weiterhin umfassend eine zweite Seilgreifvorrichtung, die an der Basiseinheit befestigt ist, wobei die zweite Seilgreifvorrichtung dazu ausgelegt ist, ein Seil selektiv zu belegen und freizugeben.
Eine Seilzugvorrichtung mit: – einer Basiseinheit; – einer bogenförmigen Seilführung mit: – einer Seilführungsnut; – einer Reibfläche, im wesentlichen innerhalb der Seilführungsnut; – einem Drehgelenk, das die bogenförmige Seilführung drehbar mit der Basiseinheit verbindet; – einer ersten Seilgreifvorrichtung, die an der bogenförmigen Seilführung angrenzend an die Reibfläche befestigt ist; – einem ersten Betätigungszylinder, der an der ersten Seilgreifvorrichtung befestigt ist, wobei der erste Betätigungszylinder dazu ausgelegt ist, eine Greifkraft zwischen der ersten Seilgreifvorrichtung und der Reibfläche auszulösen; – einem zweiten Betätigungszylinder, der dazu ausgelegt ist, die bogenförmige Seilführung hin und her um das Drehgelenk zyklisch zu bewegen.
Die Seilzugvorrichtung nach Anspruch 16, weiterhin mit einem ersten Lastverteilungsteil und einem zweiten Lastverteilungsteil, wobei: – das erste Lastverteilungsteil und das zweite Lastverteilungsteil im wesentlichen senkrecht zueinander an der Basiseinheit angebracht sind; und – das erste Lastverteilungsteil dazu ausgelegt ist, gegen eine Seite eines Schachts plaziert zu werden, und das zweite Lastverteilungsteil dazu ausgelegt ist, gegen einen Boden des Schachts plaziert zu werden.
Die Seilzugvorrichtung nach Anspruch 17, wobei das erste Lastverteilungsteil und das zweite Lastverteilungsteil von der Basiseinheit demontierbar sind.
Ein Verfahren zum Ziehen eines Seils durch einen Rohrabschnitt mit den Schritten: – Plazieren eines Seils in einem Rohrabschnitt; – Plazieren eines Abschnitts des Seils außerhalb des Rohrabschnitts entlang einer Reibfläche eines Seilkontaktteils; – zyklisches Bewegen des Seilkontaktteils über mindestens einen Zyklus, mit den Schritten: – Betätigen einer ersten Seilgreifvorrichtung, die an dem Seilkontaktteil befestigt ist, wobei eine Greifkraft in mindestens einem Abschnitt der Reibfläche auf das Seil ausgeübt wird; – Drehen des Seilkontaktteils um ein Drehgelenk von einem ersten Ende eines Bewegungsbereichs zu einem zweiten Ende des Bewegungsbereichs um eine axiale Zugkraft in dem Seil zu erzeugen; – Lösen der ersten Seilgreifvorrichtung an dem zweiten Ende des Bewegungsbereichs zum Lösen der Greifkraft an dem Seil; und – Zurückbewegen der Seilführung zu dem ersten Ende des Bewegungsbereichs.
Das Verfahren nach Anspruch 19, wobei das zyklische Bewegen des Seilkontaktteils über mindestens einen Zyklus weiterhin das Betätigen einer zweiten Seilgreifvorrichtung umfasst, die an einer Basiseinheit befestigt ist, wobei die zweite Seilgreifvorrichtung eine Greifkraft auf das Seil ausübt, wenn die erste Seilgreifvorrichtung in einem gelösten Zustand ist.
Das Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Betätigen der ersten Seilgreifvorrichtung, die an dem Seilkontaktteil befestigt ist, das Betätigen eines glatten Klemmelementteils der ersten Seilgreifvorrichtung umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Plazieren eines Abschnitts des Seils außerhalb des Rohrabschnitts entlang einer Reibfläche des Seilkon taktteils das Plazieren des Seilabschnitts außerhalb des Rohrabschnitts entlang der Reibfläche eines bogenförmigen Seilkontaktteils umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 19, weiterhin umfassend das Befestigen eines Rohraufweitgeräts an einem distalen Ende des Seils, wobei das Rohraufweitgerät den Rohrabschnitt birst, wenn es durch den Rohrabschnitt gezogen wird.