DE19527138C1 - Vorrichtung zum Ersetzen einer alten Versorgungsleitung durch eine neue Leitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ersetzen einer im Boden verlegten aufbrechbaren alten Versorgungsleitung durch eine neue Leitung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der europäischen Patentschrift 0 053 480 ist eine Vor­ richtung zum Ersetzen einer im Boden verlegten aufbrechbaren alten Versorgungsleitung durch eine neue Leitung bekannt, wo­ bei auf der Außenseite der Konusfläche des Verdrängungskopfes in einem axial mittleren Abschnitt der Konusfläche Brechrip­ pen fest angeordnet sind. Diese Vorrichtung ist im wesentli­ chen nur in den Fällen einsetzbar, in denen der Durchmesser der alten Leitung im wesentlichen gleich dem Durchmesser der neuen Leitung oder allenfalls geringfügig kleiner ist.

Ist der Durchmesser der alten Leitung wesentlich kleiner als der Durchmesser des neu zu verlegenden Rohres, so kann dieses Gerät praktisch nicht verwendet werden. Der größte Außen­ durchmesser des Verdrängungskörpers muß in jedem Falle minde­ stens so groß wie der Durchmesser der neuen Leitung sein. Die an dem Verdrängungskörper fest und an vorgegebener Stelle an­ geordneten Brechrippen können in diesem Falle bei einem we­ sentlich kleineren Durchmesser der alten Leitung nicht oder nicht ausreichend zur Wirkung kommen, da sie an einem Ab­ schnitt der Konusfläche liegen, an der der Durchmesser größer als der Innendurchmesser der alten Leitung ist.

Zur Lösung dieses Problems ist bereits eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, die den Vorzug hat, daß das Brechwerkzeug austauschbar ist. Damit kann das Brechwerkzeug selber an den Innendurchmesser der alten Leitung angepaßt werden, während der Verdrängungskopf an den Durchmesser der neuen Leitung angepaßt wird.

Aus der US-Patentschrift 3,181,302 ist ferner eine Vorrich­ tung zum Ersetzen einer alten Leitung durch eine neue Leitung bekannt, bei der die sehr lange Brecheinrichtung, welche das verlegte alte Rohr in zwei Hälften teilen soll, über ein Zug­ seil mit dem Verdrängungskopf verbunden ist. Dank der Flexi­ bilität des Zugseiles ermöglicht diese Vorrichtung zwar eine unterschiedliche axiale Ausrichtung der Brecheinrichtung und des Verdrängungskörpers, jedoch können keine Schubkräfte von dem Verdrängungskörper auf das Brechwerkzeug übertragen wer­ den.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie auf einfa­ che Weise an den Durchmesser und den Verlauf der verlegten alten Leitung angepaßt werden kann und einfacher zu handhaben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnen­ den Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Da die Verbindungsstange sowohl mit dem Brechwerkzeug als auch dem Verdrängungskopf gelenkig verbunden ist, kann das Brechwerkzeug seine Ausrichtung relativ zu dem folgenden und im allgemeinen im Erdreich klemmenden Verdrängungskopf än­ dern. Gleichzeitig können aber über die Verbindungsstange Schubkräfte von dem Verdrängungskörper auf das Brechwerkzeug übertragen werden. Das Brechwerkzeug kann wie bei der oben beschriebenen Lösung in Anpassung an den Durchmesser der zu zerstörenden alten Leitung ausgetauscht werden. Die Verbin­ dung der Verbindungsstange mit dem Verdrängungskopf über ei­ nen Bolzen bietet darüber hinaus die Möglichkeit, auch die Verbindungsstange bei Bedarf von dem Verdrängungskopf zu lö­ sen. Dies ist aus Platzgründen von Vorteil, wenn das Ersetzen der alten Versorgungsleitung abschnittsweise zwischen einer Startgrube und einer Zielgrube erfolgt. Die Gruben sind im allgemeinen relativ eng, da man natürlich diese Gruben nur so groß machen will, wie es unbedingt erforderlich ist. Sobald das Brechwerkzeug und die Verbindungsstange in der Zielgrube aus dem Erdreich herausragen, kann die Verbindungsstange von dem Verdrängungskopf gelöst werden. Dies bietet die Möglich­ keit, den Verdrängungskörper und das ihn antreibende An­ triebsaggregat in voller Länge aus dem Boden in die Zielgrube zu treiben.

Eine andere, noch bequemere Möglichkeit besteht bei entspre­ chender Ausbildung des Gelenkes zwischen der Verbindungskopf darin, daß die Verbindungsstange dann, wenn sie in voller Länge in die Zielgrube hineinragt, um ca. 90° gegenüber der Achse des Verdrängungskörpers verschwenkt wird, so daß sie in axialer Richtung praktisch keinen Platz mehr wegnimmt.

Sowohl beim Abmontieren der Verbindungsstange als auch beim Verschwenken derselben ist es zweckmäßig, wenn anschließend ein Zugseil noch an dem Verdrängungskopf festgemacht werden kann, um diesen ganz aus dem Erdreich in die Zielgrube hin­ einziehen zu können. Hierzu kann beispielsweise entweder an dem freigelegten Ende des Verdrängungskopfes oder auch an ei­ ner geeigneten Stelle der Verbindungsstange ein entsprechen­ des Einhängeelement, beispielsweise eine Öse zum Befestigen eines Schäkels vorgesehen sein.

Vorzugsweise sind die Achsen des ersten und des zweiten Bol­ zens im wesentlichen senkrecht zueinander gerichtet. Dadurch wirkt die Verbindungsstange wie ein Kreuzgelenk und das Brechwerkzeug hat zwei Freiheitsgrade der Bewegung relativ zum Verdrängungskörper.

Um zu verhindern, daß die Bolzen durch Steine im Erdreich und vor allem durch Bruchstücke der zerstörten alten Leitung be­ schädigt werden, ist es zweckmäßig, wenn die Bolzen in die sie aufnehmenden Bohrungen jeweils so eingesetzt sind, daß sie nicht aus den Bohrungsenden herausragen. Dabei sind die Bolzen erfindungsgemäß in dieser Stellung jeweils durch ein quer zur Bolzenachse und zur Achse der Verbindungsstange ge­ richtetes Bolzensicherungselement gesichert, so daß sich die Bolzen nicht selbsttätig lösen können. Der Vorteil dieser An­ ordnung liegt darin, daß die Sicherungselemente durch auf das Brechwerkzeug und den Verdrängungskopf wirkende Zug- und Schubkräfte nicht belastet werden und daß keine Gefahr be­ steht, daß die Sicherungselemente durch Bruchstücke der alten Leitung oder durch im Erdreich vorhandene harte Gegenstände beschädigt oder abgeschert werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Verbindungs­ stange jeweils eine die Aufnahmebohrung für den Bolzen schneidende Bohrung zum Einstecken des Bolzensicherungsele­ mentes vorgesehen, wobei die Bolzen an ihrem Umfang jeweils eine Aussparung haben, die nach dem Einstecken der Bolzen in ihre jeweilige Aufnahmebohrung mit der Bohrung für das Siche­ rungselement fluchtet. Das Sicherungselement seinerseits ist beispielsweise von einem Schwerspannstift gebildet, der in die entsprechende Bohrung eingeschlagen und mit einem Durch­ schlag auch wieder herausgeschlagen werden kann.

In an sich bekannter Weise hat der Verdrängungskörper zweck­ mäßigerweise eine an das hintere Ende des Verdrängungskopfes koaxial anschließende Hülse, in die das vordere Ende der ein­ zuziehenden neuen Leitung eingeführt wird. Die neue Leitung kann dann durch radial gerichtete Schrauben an der Hülse be­ festigt werden. Um zu verhindern, daß die Schrauben durch Bruchstücke der alten Leitung oder harte Gegenstände im ver­ drängten Erdreich abgerissen oder abgeschert werden, sind er­ findungsgemäß an der Außenseite der Hülse im Bereich von die Schrauben aufnehmenden radialen Schraubenbohrungen Erdreich-Abweiser angeordnet. Diese können beispielsweise von Rampen gebildet sein, die von vorne und radial innen nach hinten und radial außen gerichtet sind, so daß das verdrängte Erdreich über die Schraubenköpfe hinweggelenkt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den bei­ gefügten Zeichnungen die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene schematische Teilansicht der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch den vorderen Endab­ schnitt der Verbindungsstange entlang der Li­ nie II-II in Fig. 3,

Fig. 3 einen achsnormalen Schnitt durch die Verbin­ dungsstange entlang der Linie III-III in Fig. 2 und

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht des vorderen Endes der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei ihrem Austritt aus einer Schachtwand.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt einen allge­ mein mit 10 bezeichneten Verdrängungskörper mit einem kegel­ stumpfförmigen Verdrängungskopf und einer zylindrischen Hülse 14, die sich an das hintere durchmessergrößere Ende des Ver­ drängungskopfes 12 anschließt. Der Verdrängungskörper 10 ist über eine allgemein mit 16 bezeichnete Verbindungsstange mit einem Brech- oder Spaltkeil 18 gelenkig verbunden, wie dies im weiteren noch erläutert werden soll. Der plattenförmige Brechkeil 18 hat zwei stufige Brechkanten 19, die vom schma­ len vorderen Ende zum breiteren hinteren Ende keilförmig aus­ einanderstreben.

Der Verdrängungskopf 12 trägt an seinem vorderen durchmesser­ kleineren Ende eine Lasche 20, die in einen Spalt 22 zwischen zwei Gabelschenkeln 24 am rückwärtigen Ende der im wesentli­ chen zylindrischen Stange 16 eingreift. Die Gelenkverbindung zwischen der Verbindungsstange 16 und dem Verdrängungskopf 12 erfolgt mittels eines Bolzens 26, der in eine die Gabelschen­ kel 24 und die Lasche 20 durchsetzende Bohrung 28 so einge­ setzt ist, daß er nicht über die zylindrische Oberfläche der Verbindungsstange 16 radial hinausragt. Der Bolzen 28 hat na­ he seinem einen Ende eine umlaufende Ringnut 30. In der Ver­ bindungsstange 16 ist eine senkrecht zur Bolzenachse 32 und zur Achse 34 der Verbindungsstange 16 gerichtete Bohrung 36 so vorgesehen, daß sie die Bolzenbohrung 28 an einer Stelle schneidet, an der die Ringnut 30 nach dem Einstecken des Bol­ zens 26 in die Bohrung 28 zu liegen kommt. In dieser Stellung kann der Bolzen 26 durch einen Sicherungsstift 38 gesichert werden, der in die Bohrung 36 eingesteckt wird und dabei in die Ringnut 30 eingreift. Der Sicherungsstift 38 ist im vor­ liegenden Ausführungsbeispiel vorzugsweise ein sogenannter Schwerspannstift, wie man dies in Fig. 2 erkennt. Ein sol­ cher Schwerspannstift besteht aus einer mit einem achsparal­ lelen Schlitz versehenen zylindrischen Federhülse, deren Au­ ßendurchmesser im entspannten Zustand geringfügig größer als der Innendurchmesser der Bohrung 36 ist. Nach dem Einführen in die Bohrung 36 klemmt der Stift 38 durch die Federspannung in der Bohrung. Er kann jedoch jederzeit mit einem Durch­ schlag aus der Bohrung herausgeschlagen werden.

Wie man erkennt, liegen sowohl der Bolzen 26 als auch der Si­ cherungsstift 38 vollständig innerhalb der Verbindungsstange 16. Sie können daher nicht durch Bruchstücke einer zertrüm­ merten alten Leitung oder durch Steine im Erdreich beschädigt werden. Zudem wird der Sicherungsstift 38 im Betrieb der Vor­ richtung nicht belastet. Er ist somit auch nicht bruchgefähr­ det.

An ihrem vorderen Ende ist die Verbindungsstange 16 ebenfalls gabelförmig mit zwei Gabelschenkeln 40 ausgebildet, die einen Spalt 42 zwischen sich einschließen. Die Spaltebene des Spal­ tes 42 ist gegenüber der Spaltebene des Spaltes 22 am rück­ wärtigen Ende der Verbindungsstange um 90° gedreht. Der Spalt 42 dient zur Aufnahme des plattenförmigen Brechkeils 18, der mit der Verbindungsstange 16 durch die gleiche Bolzenverbin­ dung gelenkig verbunden wird, wie die Verbindungsstange 16 mit dem Verdrängungskopf 12. Gleiche Teile sind daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Achsen der beiden die Verbindungsstange 16 mit dem Brechkeil 18 einerseits und mit dem Verdrängungskopf 12 andererseits verbindenden Bolzen 26 stehen aufeinander senkrecht, so daß die Verbindungsstange 16 ein Kreuzgelenk zwischen dem Verdrängungskopf 12 und dem Brechkeil 18 bildet.

Die soweit beschriebene Vorrichtung dient in an sich bekann­ ter Weise dazu, ein im Boden verlegtes altes Leitungsrohr 44 mit Hilfe des Brechkeiles 18 zu zertrümmern, die Bruchstücke mit Hilfe des Verdrängungskopfes 12 radial nach außen zu drüc­ ken und dabei die Erdbohrung auf einen Durchmesser zu erwei­ tern, der einem neu zu verlegenden Leitungsrohr entspricht, das gleichzeitig mit dem Vortrieb des Verdrängungskörpers 10 eingezogen wird. Der Vortrieb des Verdrängungskörpers 10 er­ folgt mit Hilfe einer an sich bekannten pneumatischen Rammvor­ richtung 46, die in dem hohlen Verdrängungskopf 12 steckt und die Rammstöße auf den Verdrängungskopf 12 überträgt. Gleich­ zeitig wird die gesamte Vorrichtung in Vortriebsrichtung mit Hilfe eines nicht dargestellten Zugseiles gezogen, das an einer am vorderen Ende des Brechkeiles 18 ausgebildeten Öse 48 eingehängt wird.

Das einzuziehende neue Leitungsrohr 50 ist mit seinem vorde­ ren Ende in die Hülse 14 eingesteckt und an der Hülse 14 mit Hilfe von Schrauben 52 befestigt, welche die Hülse 14 und die Wand der Leitung 50 radial durchsetzen. Um zu verhindern, daß die Schrauben 52 durch Bruchstücke der alten Leitung 44 oder durch Steine und andere harte Gegenstände im Boden abge­ schert werden, sind vor den Schrauben 52 Erdreichabweiser 54 angeordnet, die eine nach rückwärts und radial auswärts ge­ richtete Rampe 56 haben, durch welche harte Gegenstände ra­ dial nach außen abgelenkt werden, so daß sie die Schrauben 52 nicht beschädigen können.

Während der Durchmesser des Verdrängungskopfes sich nach dem Durchmesser der zu verlegenden neuen Leitung 50 richtet, müs­ sen die Abmessungen des Brechkeils 18 in Anpassung an den In­ nendurchmesser der zu zertrümmernden alten Leitung 44 gewählt werden. Wegen der jederzeit lösbaren Bolzenverbindung zwi­ schen dem Brechkeil 18 und der Verbindungsstange 16 kann so­ mit stets ein für das alte Rohr 44 geeigneter Brechkeil 18 mit einem an die neue Leitung 50 angepaßten Verdrängungskör­ per 10 kombiniert werden. Das von der Verbindungsstange 16 gebildete Kreuzgelenk ermöglicht es der Vorrichtung, auch Krümmungen in der alten Leitung leichter zu folgen.

Üblicherweise erfolgt das Ersetzen alter Leitungen mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtungen abschnittsweise zwischen ei­ ner Startgrube und einer Zielgrube. Man versucht in der Re­ gel, diese Gruben so klein wie möglich zu halten. Daher sind die Arbeitsverhältnisse in einer solchen Grube sehr beengt. Fig. 4 zeigt in schematischer Weise die in Fig. 1 darge­ stellte Vorrichtung bei ihrem Eintreffen in der Zielgrube. Der Brechkeil mit der Verbindungsstange 16 ist bereits voll­ ständig in der Zielgrube, während der Verdrängungskopf 12 noch größtenteils im Erdreich 58 steckt. Die Bolzenverbindung zwischen der Verbindungsstange 16 und dem Verdrängungskopf 12 bietet nun die Möglichkeit, entweder die Verbindungsstange 16 zusammen mit dem Brechkeil 18 vollständig von dem Verdrän­ gungskopf 12 zu lösen oder in der in Fig. 4 dargestellten Weise um 90° zu verschwenken, so daß der Verdrängungskörper 10 auch in einer sehr schmalen Zielgrube in voller Länge aus dem Erdreich 58 herausgefahren werden kann. Um auch nach dem Verschwenken der Zugstange 16 in die in der Fig. 4 darge­ stellte Stellung auf den Verdrängungskörper 16 einen Zug aus­ üben zu können, ist an der Verbindungsstange 16, der Lasche 20 oder an beiden Teilen nahe dem die Verbindungsstange 16 mit dem Verdrängungskopf 12 verbindenden Gelenk eine Öse 60 vorgesehen, in welche ein Zugseil eingehängt werden kann. In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Öse von Bohrungen in der Verbindungsstange 16 und der Lasche 20 gebildet, die in der in der Fig. 4 dargestellten Stellung der Verbindungsstange 16 miteinander fluchten. Wird nun bei­ spielsweise der Bolzen eines Schäkels zur Befestigung eines Zugseiles durch diese miteinander fluchtenden Bohrungen hin­ durchgesteckt, so kann einerseits ein Zug auf den Verdrän­ gungskörper 10 ausgeübt werden und andererseits wird die Ver­ bindungsstange 16 in der verschwenkten Stellung fixiert, so daß sie nicht mehr zurückklappen kann.

Das Gelenk zwischen der Verbindungsstange 16 und dem Verdrän­ gungskopf 12 kann auch so ausgebildet sein, daß die Gabel­ schenkel an dem Verdrängungskopf 12 und die Lasche an der Verbindungsstange 16 vorgesehen sind.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Ersetzen einer im Boden verlegten auf­ brechbaren alten Versorgungsleitung (44) durch eine neue Leitung (50), umfassend ein keilförmiges Brechwerkzeug (18) mit einem gegenüber dem Durchmesser der alten Lei­ tung (44) schmaleren vorderen Ende, einem gegenüber dem Durchmesser der alten Leitung (44) breiteren hinteren En­ de und zwei vom vorderen zum hinteren Ende keilförmig auseinanderstrebenden Brechkanten (19), einen Verdrän­ gungskörper (10) mit einem konischen Verdrängungskopf (12), der an seinem durchmesserkleineren vorderen Ende mit einer koaxial gerichteten Verbindungsstange (16) ver­ bunden ist, an deren freiem Ende das Brechwerkzeug (18) mittels eines quer zur Achse gerichteten ersten Bolzens (26) lösbar angelenkt ist, wobei der Verdrängungskörper (10) an seinem hinteren Ende (14) dessen Außendurchmesser mindestens gleich dem Durchmesser der einzuziehenden neuen Leitung (50) ist, mit dieser verbindbar ist, und eine Vortriebseinrichtung (46) zum Vortreiben des Ver­ drängungskörpers (10) zusammen mit dem Brechwerkzeug (18), dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstange (16) an dem Verdrängungskopf (12) mittels eines quer zur Achse (34) gerichteten zweiten Bolzens (26) angelenkt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (32) des ersten und des zweiten Bolzens (26) im wesentlichen senkrecht zueinander gerichtet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bolzen (26) in die sie aufnehmenden Bohrun­ gen (28) jeweils so eingesetzt sind, daß sie nicht aus den Bohrungsenden herausragen, und daß die Bolzen (26) in dieser Stellung jeweils durch ein quer zur Bolzenachse (32) und zur Achse (34) der Verbindungsstange (16) ge­ richtetes Bolzensicherungselement (38) gesichert sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsstange (16) jeweils eine die Aufnahme­ bohrung (28) für den jeweiligen Bolzen (26) schneidende Bohrung (36) zum Einstecken des Bolzensicherungselementes (38) vorgesehen ist und daß die Bolzen (26) an ihrer Um­ fangsfläche jeweils eine Aussparung (30) haben, die nach dem Einstecken der Bolzen (26) in ihre jeweilige Aufnah­ mebohrung (28) mit der Bohrung (36) für das Bolzensiche­ rungselement (38) fluchtet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bolzensicherungselement (38) ein Schwer­ spannstift ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Brechwerkzeug (18) an seinem vorde­ ren Ende eine Öse (48) zum Befestigen eines Zuggliedes hat.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Verdrängungskörper (10) ein auf den Verdrängungskopf (12) axial einwirkender druckmittel­ betriebener Schlaghammer (46) einsetzbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (10) eine an das hintere Ende des Verdrängungskopfes (12) koaxial an­ schließende Hülse (14) hat, in die das vordere Ende der einzuziehenden neuen Leitung (50) einführbar ist und an der die neue Leitung (50) durch radial gerichtete Schrau­ ben (52) befestigbar ist, wobei an der Außenseite der Hülse (14) im Bereich von die Schrauben (52) aufnehmenden radialen Schraubenbohrungen Erdreichabweiser (54) ange­ ordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in Vortriebsrichtung vor der Schraubenbohrung ange­ ordneten Erdreichabweiser (54) Rampen (56) haben, die von vorne und radial innen nach hinten und radial außen ge­ richtet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindungsstange (16) relativ zu dem Verdrängungskopf (12) in eine Stellung verschwenkbar ist, in der ihre Längsachse (34) im wesentlichen senk­ recht zur Achse des Verdrängungskörpers (12) gerichtet ist und daß nahe dem Gelenk zwischen der Verbindungs­ stange (16) und dem Verdrängungskopf (12) an der Verbin­ dungsstange (16) und/oder dem Verdrängungskopf (12) ein Element (60) zum Befestigen eines Zuggliedes ausgebildet ist.