DE19713640C1 - Vorrichtung zum Einziehen eines Rohrs in eine Erdbohrung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einziehen eines Rohrs in eine Erdbohrung, insbesondere zum Ersetzen einer im Erdboden verlegten aufbrechbaren Versorgungsleitung, umfas­ send einen mindestens annähernd konischen Verdrängungskopf, der an seinem durchmessergrößeren hinteren Ende mit einem zy­ lindrischen rohrförmigen Schaft verbunden ist, dessen Außen­ durchmesser dem größeren Durchmesser des Verdrängungskopfes entspricht und dessen Innendurchmesser größer als der Außen­ durchmesser des einzuziehenden Rohres ist, wobei Mittel vor­ gesehen sind, um das einzuziehende Rohr mit dem Schaft zu verbinden.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 195 27 138 C1 bekannt. Bei der dort beschriebenen Vorrichtung ist der Verdrängungskopf an seinem vorderen Ende mit einem Splittkeil verbunden, der zum Spalten oder Zertrümmern einer im Boden verlegten alten und zu ersetzenden Versorgungslei­ tung dient. Ein solcher Splittkeil ist besonders dann erfor­ derlich, wenn das zu ersetzende Rohr ein Gußrohr ist. Diese Gußrohre haben alle vier bis sechs Meter eine sehr dickwandige Muffe, die zertrümmert werden muß.

Bestehen die zu ersetzenden Rohre aus Beton oder Steinzeug, ist ein solcher Splittkeil nicht unbedingt erforderlich.

Der Verdrängungskopf, dessen vorderer Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des zu ersetzenden Rohres ist und dessen hinterer Durchmesser größer als der Außendurchmesser des neuen einzuziehenden Rohres ist, dient dazu, die Trümmer des zu ersetzenden Rohres radial nach außen in das Erdreich zu drücken und die Erdbohrung so zu erweitern, daß das neue Rohr eingezogen werden kann.

Das einzuziehende Rohr wird mit seinem vorderen Ende in den zylindrischen Schaft eingeführt und bei der bekannten Lösung mit Hilfe von Bolzen gesichert, die durch Gewindebohrungen in den hinteren Teil des zylindrischen Schaftes geschraubt sind und in radiale Bohrungen eingreifen, welche das einzuziehende Rohr durchsetzen.

Nachteilig an dieser Lösung ist, daß der zylindrische Schaft außen nicht glatt ist. Um zu verhindern, daß die Köpfe der eingeschraubten Bolzen abgerissen werden, müssen noch Abweis­ elemente an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Schaftes angeschweißt werden. Damit entstehen an diesen Stellen erheb­ liche Kräfte, wenn die Vorrichtung durch den Boden getrieben wird. Im Extremfall kann der Verdrängungskopf von dem zylin­ drischen Schaft abreißen.

Es ist ferner bekannt, das neue Rohr mit Hilfe eines Seiles und einer Seilklemmvorrichtung einzuziehen, die am hinteren Ende des einzuziehenden Rohres befestigt und mit dem Seil verbunden wird. Diese Lösung hat den Nachteil, daß sich die Seile bei Zugbelastung stark dehnen. Bei einem einzuziehenden Rohr von 100 m Länge kann dies dazu führen, daß sich das Zug­ seil um ca. 1 m längt. Damit kann das einzuziehende Rohr aus dem zylindrischen Schaft der Vorrichtung herausrutschen und sich in der Erdbohrung verklemmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der das einzuzie­ hende Rohr auf einfache Weise mit dem zylindrischen Schaft der Vorrichtung verbunden werden kann, wobei die Außenum­ fangsfläche des zylindrischen Schaftes völlig glatt bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem dem Verdrängungskopf fernen Ende des Schaftes mindestens zwei achsparallel gerichtete Laschen mit einem Winkelabstand von­ einander befestigt sind, die jeweils eine radiale Bohrung zur Aufnahme eines kopflosen Verbindungsbolzens haben, derart, daß der Verbindungsbolzen im eingesetzten Zustand nicht über die radial äußere Fläche der Lasche hinausragt.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung bleibt der zylindrische Schaft an seiner Außenseite völlig glatt. Die Laschen können genügend dick gemacht werden, um den Verbindungsbolzen einen genügenden Halt zu gewährleisten. Darüber hinaus können die Laschen aus einem hochfesten Material hergestellt werden, das sicherstellt, daß die Verbindungsbolzen nicht ausreißen kön­ nen. Dies ist eine wesentlich preiswertere Lösung, als wenn der gesamte zylindrische Schaft dickwandiger oder aus einem höherwertigen Material hergestellt werden müßte.

Die Verwendung von Laschen zur Befestigung des einzuziehenden Rohres an der Vorrichtung bietet darüber hinaus die Möglich­ keit, die Verbindungsbolzen nach dem Einsetzen in die Bolzen­ aufnahmebohrungen jeweils durch ein quer zur Bolzenachse ge­ richtetes Bolzensicherungselement zu sichern. Dies wiederum bietet die Möglichkeit, Steckbolzen zu verwenden, die schnell und einfach zu montieren und auch wieder zu lösen sind. Grundsätzlich wäre es natürlich auch möglich, die Verbin­ dungsbolzen in Gewindebohrungen einzuschrauben. Es hat sich aber gezeigt, daß sich die Gewindebolzen durch die zum Teil erhebliche Querbelastung in ihrem Gewinde verklemmen und nach dem Einziehen des Rohres schlecht zu lösen sind.

Die Sicherung des Verbindungsbolzens kann in der Weise erfol­ gen, daß in jeder Lasche eine die Bolzenaufnahmebohrung schneidende zweite Bohrung zum Einstecken eines Bolzensiche­ rungselementes vorgesehen ist und daß der Verbindungsbolzen an seiner Außenumfangsfläche eine Aussparung hat, die nach dem Einsetzen des Verbindungsbolzens in die Bolzenaufnahme­ bohrung mit der zweiten Bohrung fluchtet.

Vorzugsweise ist die Aussparung dabei von einer umlaufenden Ringnut gebildet, so daß der Verbindungsbolzen in einer be­ liebigen Stellung in die Bolzenaufnahmebohrung eingesetzt werden kann. Vorzugsweise ist das Bolzensicherungselement ein Schwerspannstift, der in die zweite Bohrung eingeschlagen und mit einem Durchschlag auch wieder herausgeschlagen werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann an sich auf jede geeig­ nete Weise durch die Erdbohrung bewegt werden. Vorzugsweise ist aber der Verdrängungskopf hohl mit einer konischen Anla­ gefläche für den Kopf einer druckmittelbetätigten Rammvor­ richtung ausgebildet, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung einschließlich des einzuziehenden Rohres mittels der Rammvor­ richtung durch die Erdbohrung bewegt wird, wobei gegebenen­ falls auch noch das zu ersetzende Rohr zertrümmert wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Verdrängungskopf an seinem vorderen Ende eine axiale Öffnung. Diese Öffnung kann für zwei Funktionen genutzt werden. Zum einen bietet sie die Möglichkeit, nach der Ankunft der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung am Zielort die Rammvorrichtung, die sich in der konischen Anlagefläche verklemmt hat, durch die axiale Öffnung hindurch vom Verdrängungskopf zu trennen, so daß der Verdrängungskopf und der Schaft leichter von dem ein­ zuziehenden Rohr gelöst und aus dem Zielschacht herausgehoben werden können. Zum anderen kann in die axiale Öffnung ein Ad­ apter zur Befestigung eines Splittkeils eingesetzt werden, wobei zweckmäßigerweise in dem Verdrängungskopf eine quer zu der axialen Öffnung gerichtete dritte Bohrung zur Aufnahme eines Sicherungsbolzens ausgebildet ist, mit dem der in die axiale Öffnung eingesetzte Splittkeiladapter an dem Verdrän­ gungskopf festlegbar ist. Der Sicherungsbolzen seinerseits kann wiederum in der gleichen Weise, wie dies oben für den Verbindungsbolzen beschrieben wurde, mit einem Schwerspann­ stift gegen ein unbeabsichtigtes Lösen gesichert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den bei­ gefügten Figuren die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie­ len verdeutlicht.

Es zeigen:

Fig. 1 einen die Achse enthaltenden schema­ tischen Schnitt durch eine erfin­ dungsgemäße Vorrichtung zum Ersetzen einer im Erdboden verlegten aufbrech­ baren Versorgungsleitung,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Dar­ stellung einer Vorrichtung gemäß ei­ ner zweiten Ausführungsform,

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Dar­ stellung einer Vorrichtung zum Ein­ ziehen eines Rohrs in eine Erdbohrung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 einen die Achse enthaltenden Schnitt durch den Verbindungsbereich von zy­ lindrischem Schaft und einzuziehendem Rohr in vergrößertem Maßstab, und

Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch den Endbereich der Vorrichtung und eines einzuziehenden Rohres zur Erläuterung des Einziehverfahrens.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ersetzen einer im Erdbo­ den verlegten aufbrechbaren Versorgungsleitung 10 durch eine neue Leitung 12 umfaßt eine allgemein mit 14 bezeichnete Splitthülse. Die Splitthülse besteht aus einem zumindest an­ nähernd konischen Verdrängungskopf 16 und einem zylindrischen Schaft 18, der sich an das rückwärtige durchmessergrößere En­ de des Verdrängungskopfes 16 anschließt. An seinem vorderen Ende hat der Verdrängungskopf 16 eine axiale Bohrung 20, in welche ein Splittkeiladapter 22 eingesetzt ist. Der Splitt­ keiladapter 22 wird in der Bohrung 20 mittels eines Siche­ rungsbolzens 24 gehalten, der eine senkrecht zur Achse 26 der Splitthülse 14 gerichtete Bohrung 28 im Verdrängungskopf 16 und eine mit dieser fluchtende Bohrung 30 im Splittkeiladap­ ter 22 durchsetzt. Der Sicherungsbolzen 24 wird in seiner La­ ge durch einen Schwerspannstift 32 gehalten, der eine senk­ recht zur Achse 26 der Splitthülse 14 und senkrecht zur Achse 34 der Bohrung 28 gerichtete Bohrung in dem Verdrängungskopf 16 durchsetzt und in eine in die Umfangsfläche des Siche­ rungsbolzens 24 eingeschnittene Ringnut 36 eingreift.

An seinem vorderen Ende hat der Splittkeiladapter 22 einen nicht dargestellten Schlitz, in den ein flacher Splittkeil 38 eingesetzt ist. Der Splittkeil wird in dem Splittkeiladapter 22 mit Hilfe eines Bolzens 40 gehalten, der seinerseits in der oben beschriebenen Weise wiederum durch einen Schwer­ spannstift 42 gesichert ist.

Der Splittkeil 38 hat zwei nach vorne hin aufeinander zu lau­ fende Brechkanten 44 und ist an seinem vorderen Ende schmaler als der Durchmesser des aufzubrechenden alten Rohres 10, wäh­ rend er an seinem rückwärtigen Ende deutlich breiter als der Durchmesser des Rohres 10 ist, wie dies die Fig. 1 zeigt.

Innerhalb der Splitthülse 14 ist eine mit einem Druckfluid angetriebene Rammvorrichtung 46 angeordnet, die mit ihrem Kopfteil 48 an einer konischen Anlagefläche 50 innerhalb des Verdrängungskopfes 16 anliegt. Im Betrieb klemmt die Rammvor­ richtung 46 fest in dem Verdrängungskopf 16, so daß die Schlagenergie der Rammvorrichtung 46 direkt auf den Verdrän­ gungskopf 16 und den Splittkeil 38 übertragen wird.

Die Verbindung zwischen dem einzuziehenden neuen Rohr 12 und der Splitthülse 14 soll nun im folgenden anhand der Fig. 4 näher erläutert werden.

An dem rückwärtigen Rand des zylindrischen Schaftes 18 der Splitthülse 14 sind an zwei einander diametral gegenüberlie­ genden Stellen Laschen 52 angeschweißt, so daß die radial äu­ ßere Fläche 54 der jeweiligen Lasche 52 mit der Mantelfläche 56 des zylindrischen Schaftes 18 fluchtet. Die Laschen 52 er­ strecken sich im wesentlichen parallel zur Achse 26 der Splitthülse 14.

Die Laschen 52 haben jeweils eine glatte radiale Bohrung 58, in die ein kopfloser Steckbolzen 60 soweit eingesteckt ist, daß sein radial äußeres Ende mit der Fläche 54 der Lasche 52 fluchtet. Die Länge des Steckbolzens 60 ist so gewählt, daß er aus der Bohrung 58 der Lasche 52 radial nach innen ragt und die Wand des einzuziehenden Rohres 12 radial durchsetzt, wie dies die Figuren zeigen. Zur Sicherung des Steck- oder Verbindungsbolzens 60 dient ein Schwerspannstift 62, der eine senkrecht zur Achse 64 des Steckbolzens 60 und zur Achse 26 der Splitthülse 14 gerichtete Bohrung 66 in der Lasche 52 durchsetzt, wobei er gleichzeitig in eine am Umfang des Steckbolzens 60 ausgebildete Ringnut mit halbkreisförmigem Querschnitt eingreift, wie dies Fig. 4 zeigt. Die Bohrung 66 schneidet also die Bohrung 58 in der Lasche 52 so, daß die Wand der Bohrung 58 durch die Achse der Bohrung 66 verläuft.

Der Steckbolzen 60 kann noch an seinem nach radial außen wei­ senden Ende eine gestrichelt angedeutete Innengewindebohrung 70 haben, in die eine übliche Schraube eingeschraubt werden kann. Dies erleichtert die Handhabung des Steckbolzens 60 bei der Montage und Demontage. Diese Schraube wird selbstver­ ständlich für den eigentlichen Betrieb der Splitthülse wieder herausgeschraubt.

Der Steckbolzen 60 hat üblicherweise einen Durchmesser von ca. 30 bis 60 mm je nach Durchmesser und Gewicht des einzu­ ziehenden Rohres. Vorzugsweise bestehen die Steck- oder Ver­ bindungsbolzen aus hochlegiertem Stahl, der allerdings nicht gehärtet wird. Dies verhindert plötzliche ungewollte Scher­ brüche.

Auf der Baustelle wird die soweit beschriebene Vorrichtung folgendermaßen montiert: Das Rammbohrgerät 46 wird in die Splitthülse 14 geschoben. Die kraft- und energieschlüssige Verbindung zwischen dem Rammgerät 46 und der Splitthülse 14 erfolgt über die Konusflächen 48, 50. Das neue einzuziehende Rohr 12 wird von hinten in die Splitthülse 14 geschoben. An­ schließend werden mit einem Bohrer Löcher mit dem Durchmesser der Verbindungsbolzen 60 durch die Querbohrungen 58 der La­ schen 52 in das neue einzuziehende Rohr gebohrt. Bei diesen neuen Rohren handelt es sich in der Regel um Kunststoffrohre, die typischerweise aus Polyethylen bestehen. Diese Rohre sind leicht und auch von Hand bohrbar. Anschließend werden die Steckbolzen 60 montiert und durch die Schwerspannstifte 62 gesichert. Diese Montage ist innerhalb weniger Minuten auch bei größeren Rohrdurchmessern durchführbar.

Selbstverständlich können mehr als zwei Laschen 52 vorgesehen sein, die dann vorzugsweise mit gleichen Winkelabständen von­ einander über den Umfang des zylindrischen Schaftes 18 ver­ teilt werden.

Zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Verbindung zwi­ schen dem einzuziehenden Rohr 12 und der Splitthülse 14 kann das einzuziehende Rohr an der Splitthülse 14 noch mit einer Kette 72 befestigt werden (Fig. 5), die an inneren Befesti­ gungspunkten 74 der Splitthülse 14 befestigt wird und inner­ halb des Rohres 12 bis an dessen hinteres Ende verläuft. Dort wird diese Kette 72 in eine Spannplatte 76 eingehängt, deren Außendurchmesser größer als der Durchmesser des einzuziehen­ den Rohres 12 ist. Diese Spannplatte 76 hat einen Schlitz 78, der etwas breiter als die Stärke eines Kettengliedes ist. Dies ermöglicht eine einfache Verbindung zwischen Kette 72 und Spannplatte 76, indem die Kette 72 seitlich von Hand in den Schlitz 78 eingeführt wird. Das folgende, um 90° ver­ drehte Kettenglied verhindert, daß die Kette 72 durch den Schlitz 78 rutschen kann. Der Vorteil einer Zugkette gegen­ über den bisher üblicherweise verwendeten Zugseilen liegt darin, daß sich die Kette kaum dehnt.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, wird der Kopf der Ramm­ vorrichtung 46 in der Konusfläche 50 nach dem Einzugsvorgang festklemmen. Zur Demontage der Splitthülse 14 wird zunächst der Splittkeiladapter 22 aus der Bohrung 20 herausgenommen. Durch die nun freiliegende Öffnung kann die Rammvorrichtung 46 nach hinten aus der Konusfläche 50 herausgeschlagen wer­ den. Dies erleichtert die Demontage der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter den räumlich häufig sehr beengten Verhält­ nissen in dem Zielschacht erheblich.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 im wesentlichen lediglich durch die Länge des zylindrischen Schaftes. Diese Lösung wird man bei kleineren Durchmessern wählen. Wie Fig. 2 zeigt, ver­ bleibt bei der dort dargestellten Lösung zwischen der Außen­ fläche der Rammvorrichtung 46 und der Innenfläche des zylin­ drischen Schaftes 18 kein Platz, um das einzuziehende Rohr noch dazwischenzuschieben. In diesem Fall muß also der zylin­ drische Schaft nach hinten über die Rammvorrichtung 46 hin­ ausragen, um das einzuziehende Rohr zu befestigen. Im übrigen sind sämtliche mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1 überein­ stimmenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 dagegen ist insbesondere für größere Durchmesser bestimmt und dient in erster Linie für Fälle, in denen die alte Leitung vorher nicht zertrümmert werden muß. Auch hier sind wieder gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Wie man erkennt, ist der Verdrän­ gungskopf an seinem vorderen durchmesserkleineren Ende offen, so daß durch diese Öffnung hindurch die Rammvorrichtung 46 leicht von der Splitthülse 14 getrennt werden kann. Die Ver­ bindung zwischen dem einzuziehenden Rohr 12 und der Split­ thülse 14 erfolgt in derselben Weise, wie dies anhand der Fig. 4 beschrieben wurde.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Einziehen eines Rohres (12) in eine Erd­ bohrung, insbesondere zum Ersetzen einer im Erdboden ver­ legten aufbrechbaren Versorgungsleitung (10), umfassend einen mindestens annähernd konischen Verdrängungskopf (16), der an seinem durchmessergrößeren hinteren Ende mit einem zylindrischen rohrförmigen Schaft (18) verbunden ist, dessen Außendurchmesser dem großen Durchmesser des Verdrängungskopfes (16) entspricht und dessen Innendurch­ messer größer als der Außendurchmesser des einzuziehenden Rohres (12) ist, wobei Mittel vorgesehen sind, um das einzuziehende Rohr (12) mit dem Schaft (18) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Verdrängungskopf (16) fernen Ende des Schaftes (18) mindestens zwei achs­ parallel gerichtete Laschen (52) mit einem Winkelabstand voneinander befestigt sind, die jeweils eine radiale Boh­ rung zur Aufnahme eines kopflosen Verbindungsbolzens (60) haben, derart, daß der Verbindungsbolzen (60) im einge­ setzten Zustand nicht über die radial äußere Fläche (54) der Lasche (52) hinausragt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbolzen (60) nach dem Einsetzen in die Bol­ zenaufnahmebohrung (58) durch ein quer zur Bolzenachse (64) gerichtetes Bolzensicherungselement (62) gesichert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Lasche (52) eine die Bolzenaufnahmebohrung (58) schneidende zweite Bohrung (66) zum Einstecken eines Bol­ zensicherungselementes (62) vorgesehen ist und daß der Verbindungsbolzen (60) an seiner Außenumfangsfläche eine Aussparung (68) hat, die nach dem Einsetzen des Verbin­ dungsbolzens (60) in die Bolzenaufnahmebohrung (58) mit der zweiten Bohrung (66) fluchtet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung eine umlaufende Ringnut (68) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Bolzensicherungselement ein Schwer­ spannstift (62) ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verdrängungskopf (16) hohl mit ei­ ner konischen Anlagefläche (50) für den Kopf (48) einer druckmittelbetätigten Rammvorrichtung (46) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verdrängungskopf (16) an seinem durchmesserkleineren vorderen Ende eine axiale Öffnung (20) hat.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verdrängungskopf (16) eine quer zu der axialen Öffnung (20) gerichtete dritte Bohrung (28) zur Aufnahme eines Sicherungsbolzens (24) ausgebildet ist, mit dem ein in die axiale Öffnung (20) eingesetzter Splittkeiladapter (22) am Verdrängungskopf (16) festlegbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekenn­ zeichnet durch in dem Verdrängungskopf (16) oder dem Schaft (18) angeordnete Mittel (74) zum Befestigen einer Zugkette (72) und durch eine Spannplatte (76), deren Durchmesser größer als der Durchmesser des einzuziehenden Rohres (12) ist und die einen zum Plattenrand hin offenen Schlitz (78) hat, dessen Breite geringfügig größer als die Stärke eines Gliedes der Zugkette (72) ist.