DE19747250C1 - Verbindungsstück zum Einziehen von Rohrleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem zum Verbin­ den einer Einziehvorrichtung mit einer Rohrleitung, wie es beim Einziehen von Rohrleitungen, insbesondere von Kunststoffrohren, in das Erdreich bekannt ist.

Zum unterirdischen Verlegen von Leitungsrohren ist es bekannt, zunächst eine unterirdische Pilotbohrung, bei­ spielsweise mit einem aus der deutschen Patentschrift DE 195 30 972 C1 bekannten Gerät herzustellen, um dann das einzuziehende Rohr oder die einzuziehende Leitung, vor­ zugsweise in umgekehrter Richtung, in die Pilotbohrung einzuziehen. Leitungsrohre können aber auch direkt beim Erstellen der ursprünglichen Bohrung oder im Wege eines zerstörenden Ersetzens von Altrohren verlegt werden. Ein entsprechendes System ist in der deutschen Patentschrift DE 195 08 450 C1 beschrieben.

Das Rohr wird dabei über ein Verbindungselement an das Einziehgerät gekoppelt. Üblicherweise besteht ein sol­ ches Verbindungselement aus einem Spreiz- oder Schneid­ nippel, der in das Rohr eingedreht wird. Der Spreiznip­ pel besitzt Segmente, die mit Hilfe eines Konus über ei­ nen Bolzen gegen die Rohrwandung gedrückt werden, indem der Konus mit dem Bolzen in Richtung der Segmente längs­ verschoben wird.

In allen Fällen besteht die Gefahr, daß Rohre, die bei­ spielsweise für den Transport von Gas oder Trinkwasser verwendet werden sollen, beim Verlegen verschmutzt wer­ den. Da die Verbindungselemente zwischen Einziehvorrich­ tung und einzuziehendem Rohr nicht dicht sind, müssen die Rohre nach dem Einziehen, insbesondere wenn die Boh­ rung nasses Erdreich durchläuft, vor der Ingebrauchnahme mit großem Aufwand vollständig gereinigt werden, um für ihre vorgesehene Funktion brauchbar zu sein.

Es hat sich daher in der Praxis bewährt, vor dem Verbin­ den des Rohres mit der Einziehvorrichtung zunächst einen aufblasbaren Gummiballon in das Rohr einzuschieben. Der im Rohr befindliche Gummiballon wird dann mit Druck be­ aufschlagt, um als Dichtung beim Einziehen des Rohres in das Erdreich dienen zu können. Nach dem Einsetzen des Gummiballons wird ein Verbindungselement, vorzugsweise Spreiznippel mit Schneidringen, die über einen Konus in der Rohrleitung verklemmt werden, in die Rohrleitung eingesetzt und mit der Einziehvorrichtung verbunden, um ein Einziehen des Rohres in das Erdreich zu ermöglichen.

Dieses bekannte System bietet zwar eine ausreichende Dichtigkeit gegen Verschmutzung des Rohrinneren, ist je­ doch umständlich in der Handhabung und zeitaufwendig beim Einsetzen. Darüber hinaus kann es zu Schwierigkei­ ten kommen, den Gasballon nach dem Einziehen des Rohres in das Erdreich aus dem Rohr zu entfernen und das Rohr dabei nicht zu verschmutzen. Jedenfalls muß beim Einset­ zen des Gasballons eine entsprechende Druckquelle zur Verfügung stehen und die richtige Position des Gasbal­ lons ermittelt werden, um die Verbindungselemente ein­ setzen zu können. Ferner läßt das System Bedienungsfeh­ ler zu, indem beispielsweise die Bedienungsperson ver­ gißt, den Gasballon in das Rohr einzusetzen oder der Ballon undicht ist, was wiederum eine aufwendige Reini­ gung des Rohres nach dem Einziehen erforderlich macht. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß bei hohem Spüldruck beim Horizontalbohren die Abdichtung wie ein Kolben beaufschlagt und beim Bohrvorgang immer weiter ins Rohr geschoben wird.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Ver­ bindungssystem für das Einziehen von Rohren zu schaffen, welches eine ausreichende Dichtigkeit aufweist und gegen Fehlbedienung gesichert sowie einfach in der Handhabung ist.

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, ein Verbindungs­ element mit einer Dichtung zu kombinieren, die erst nach dem Einsetzen des Verbindungselements in das Rohr ihre endgültige Position einnimmt und bei eingesetztem Ver­ bindungselement in ihre abdichtende Form gebracht werden kann.

Das Problem der Erfindung wird durch den Gegenstand des Hauptanspruchs gelöst, bei dem ein Verbindungselement in seinem vorderen Bereich ein spreizbares Dichtelement aufweist, welches durch einen Spreizkopf bei Längsver­ schiebung des Spreizkopfes oder des Dichtelements gegen die Rohrwandung gespreizt wird, wobei sich der Spreiz­ kopf und/oder die Dichtung durch einen Schieber von außerhalb des Rohres verschieben lassen.

Vorzugsweise besteht das Verbindungselement aus einem Spreiz- oder Schneidnippel mit einem konischen Spreiz­ kopf, auf dem das Dichtelement mit einer entsprechenden konischen Ausnehmung aufsitzt. Mit Hilfe eines durch den Nippel und das Dichtelement verlaufenden Bolzens kann das Dichtelement auf den Konus aufgeschoben werden, was zu einer Erweiterung des Dichtelementeradius in Richtung Rohrwandung und damit zu einer Abdichtung des Rohres führt. Der durch den Spreiz- oder Schneidnippel geführte Bolzen tritt dabei vorzugsweise aus dessen aus dem Rohrende herausragenden Bereich heraus und kann so für ein Bewegen des Dichtelementes gegen den Konus des Schneidnippelkopfes verschoben werden. Beim Spreiznip­ pel werden mit Hilfe eines Doppelkonus durch Längsver­ schiebung einerseits die Spreizsegmente und andererseits der Dichtring gespreizt. Alternativ kann das Dichtelement auch auf dem Spreiznippel sitzen. Es wird dann durch das Spreizen des Spreiznippels gegen die Rohrwandung gedrückt.

Zum Stützen des Rohres kann das Verbindungssystem eine außen über das Rohr greifende Stützhülse aufweisen, die ein Ausbeulen des Rohres, insbesondere bei flexiblen Rohren verhindert.

Zwischen dem erfindungsgemäßen Spreiz- oder Schneidnip­ pel und der Einziehvorrichtung kann ein Drehgelenk vor­ gesehen sein, so daß eine Drehmomentübertragung von der Einziehvorrichtung auf den Nippel - was zu einer Beschä­ digung des Rohrendes führen kann - ausgeschlossen ist.

Die Spreiznippel eignen sich vorzugsweise für Rohre bis 400 mm Durchmesser, während Schneidnippel für Rohre bis 100 mm geeignet sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Verbindungssystem mit Schneidnippel;

Fig. 2 ein Verbindungssystem der Fig. 1 mit Spreiznip­ pel;

Fig. 3 ein Verbindungssystem der Fig. 2 mit Nase gemäß Fig. 1.

Das erfindungsgemäße Verbindungssystem weist ein Schneidgewinde 2 und eine axial verlaufende Bohrung 3 auf. Der in Fig. 1 dargestellte Schneidnippel 1 besitzt einen Spreizkonus 4 am vorderen Ende seines ebenfalls konischen Korpus.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ferner einen Dichtring 5 aus einem Elastomer mit einer Bohrung 6 und einem Innenkonus 7 auf. In der Bohrung des Dichtrings 5 und des Schneidnippels 1 befindet sich ein Bolzen 8, der sich von dem rohrinnenseitigen Ende des Dichtringes bis zu dem aus dem Rohr heraustretenden Schneidnippelende erstreckt und über eine Mutter 9 und eine Unterlegschei­ be 10 gegen die dem Rohrinnern des Rohres 11 zugewandte Dichtringfläche gesichert ist.

Der Dichtring 5 besitzt einen Umfang, der in ungespreiz­ tem Zustand geringer ist als der Rohrinnendurchmesser.

Beim Verbinden des Rohres 11 mit der Einziehvorrichtung (nicht dargestellt) wird zunächst der Schneidnippel 1 mit auf dem Spreizkonus 4 im entspannten Zustand be­ findlichen Dichtring 5 in das Rohr 11 eingeschoben, bis ein Kontakt zwischen dem Schneidgewinde 2 des Schneid­ nippels 1 und der Rohrinnenwandung des Rohres 11 be­ steht. Dann wird der Schneidnippel 1 solange angezogen, bis eine ausreichend feste Verbindung zwischen Schneid­ nippel und Rohr 11 zur Übertragung der Zugkraft von der Einziehvorrichtung auf das Rohr besteht. Nachdem der Schneidnippel 1 seine endgültige Position erreicht hat, wird der Dichtring mit Hilfe des Bolzenkopfes 12 über den Bolzen 8 auf den Konus 4 aufgezogen. Durch diese Längsbewegung wird der Dichtring 5 gespreizt und gegen die Innenwandung des Rohres 11 gepreßt. Über eine Kon­ termutter 13 wird die Position des Dichtelements 5 gegen Entspannen zusätzlich gesichert. Das Rohr kann nun pro­ blemlos in das Erdreich eingezogen werden, ohne daß die Gefahr einer Verschmutzung des Rohrinnenraumes besteht. Die drehbare Verbindung zwischen dem Schneidnippel und der Einziehvorrichtung erlaubt auch die Verwendung von rotierenden Bohrgeräten mit dem Schneidnippel, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung des Rohres 11 besteht.

Bei einer anderen in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausfüh­ rungsform der Erfindung weist das Verbindungssystem an­ stelle eines Schneidnippels mit Schneidgewinde einen Spreiznippel mit Segmentring 22, mit einem Nippelkopf 21 und einen Doppelkonus 24 auf dem Bolzen 8 auf. Durch Drehen des Bolzenkopfes 12 wird der Segmentring 22 und der Dichtring 5 mittels des Konus 24 nach außen in Rich­ tung der Rohrwandung gedrückt. Die Verzahnung des Seg­ mentrings 22 greift dann in die Innenfläche der Rohrwan­ dung des Rohres 11 ein und bewirkt eine feste Verbindung zur Übertragung der Zugkraft der Einziehvorrichtung auf das Rohr. Hierbei ist besonders vorteilhaft, daß bei einer die Verspannkraft des Segmentrings 22 überstei­ genden Zugkraft die Einzelsegmente über den Konus 24 zusätzlich in die Rohrwandung verpresst werden, da die Zugkraft letztendlich über die Konusfläche auf die Seg­ mente übertragen wird und diese nach außen drückt. Alternativ kann das Dichtelement auch auf dem Seg­ mentring 22 des Spreiznippels sitzen. Es wird dann durch das Spreizen des Segmentrings 22 gegen die Rohrwandung gedrückt.

Nach dem Verspannen des Bolzens 8 sitzt der Dichtring 5 so auf der vorderen Stirnfläche des Konus 24 auf, daß eine optimale Abdichtung des Rohres besteht. Der An­ schlag 23 weist ein Innengewinde auf, welches in ein korrespondierendes Außengewinde des Bolzens 8 eingreift. Um die gewünschte Endposition des Dichtrings zu definie­ ren, ist vor dem Dichtring ein Anschlag 23 angeordnet, der ab einer bestimmten Position des Dichtrings 5 an dem Doppelkonus anliegt und ein Weiterverschieben des Dichtrings verhindert.

Eine auf dem Kopf des Bolzens 8 aufsitzende Mutter 9 verhindert ein Auseinanderfallen des Verbindungssystems, wenn dieses über den Bolzenkopf 12 zu weit aufgeschraubt wird. Da von außen nicht erkennbar ist, in welcher Posi­ tion sich die korrespondierenden Gewinde bzw. der Dop­ pelkonus befindet, erfüllt die Mutter 9 eine wichtige Funktion beim Lösen des Verbindungssystems.

Ferner besitzt das Verbindungssystem eine das Rohr 11 umgreifende Stützhülse 20, die insbesondere bei der Ver­ wendung weicher Kunststoffrohre die Funktion erfüllt, das Rohr gegen eine Formveränderung zu stabilisieren.

Zwischen der Stützhülse 20 und dem Nippelkopf 21 ist eine Dichtung 26 angeordnet. Zwischen dem Nippelkopf 21 und dem diesen durchlaufenden Bolzen 8 kann ferner eine Gleitdichtung 27 angeordnet sein.

Das Lösen des Verbindungssystems erfolgt über den Bol­ zenkopf 12, dessen Drehung über den Bolzen 8 eine Längs­ verschiebung des Anschlags 23 über dessen Gewinde be­ wirkt. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Lösen dadurch unterstützt werden, daß der An­ schlag 23 in seinem vorderen Bereich eine in den Doppel­ konus 24 eingreifende Nase aufweist, die nach einer be­ stimmten Längsverschiebung eine Zugkraft auf den Konus 24 ausübt. Der Konus 24 wird dadurch aus dem Segmentring 22 herausgezogen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Segmente des Segmentrings 22 sich in der Rohrwandung verkeilt haben.

Der Bolzenkopf 12 kann auch in Form eines Gabelkopfes oder einer Zunge ausgebildet sein.

So erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung ein sicheres und dichtes Verbinden von Verbindungselement und Rohr in einem einfachen zweistufigen Vorgang, wobei es ausge­ schlossen ist, daß das Dichtelement nicht mit in das Rohr eingesetzt wird. Der Schneidnippel ist darüber hin­ aus für mehrere Nenngrößen von Produktrohren verwendbar.

Vorzugsweise ist die Verbindung zur Einziehvorrichtung so ausgestaltet, daß ein Anziehen des Bolzens 8 und Spreizen des Dichtrings nach dem Einführen in das Rohr einem endgültigen Verbinden mit der Einziehvorrichtung vorausgehen muß, eine Verbindung ohne gespreiztes Dich­ telement also nicht möglich ist. Damit sind selbst da­ hingehend Bedienungsfehler ausgeschlossen, daß ein An­ ziehen des Dichtelements von der Bedienungsperson ver­ gessen wird.

Claims (13)

1. Verbindungssystem zum Verbinden eines in das Erd­ reich einzuziehenden Rohres (11) mit einer Einzieh­ vorrichtung, mit

• 1. einem Verbindungselement (1) zum Verbinden der Einziehvorrichtung mit dem Rohr (11),
• 2. einem Spreizelement (4),
• 3. einem im Bereich des Spreizelementes (4) angeord­ neten Dichtelement (5), welches bei Längsverschie­ bung des Dichtelements oder des Spreizelementes durch das Spreizelement (4) gegen die Innenwandung eines Rohres (11) gespreizt wird.

2. Verbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Längsverschiebung mittels einer das Verbindungselement (1) durchlaufenden Zugverbin­ dung (8) erfolgt und das Spreizelement (4) als Konus ausgebildet ist.

3. Verbindungssystem nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch ein Verbindungselement (1) mit einem Schneidgewinde (2) und einem auf einem konischen Spreizkopf (4) aufsitzenden Dichtring (5).

4. Verbindungssystem nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch ein Verbindungselement (1) mit einem Segmentring (22) und einem auf dem Segmentring oder auf einem konischen Spreizkopf (24) aufsitzenden Dichtring (5).

5. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (1) über ein Drehgelenk mit der Einziehvorrichtung verbunden ist.

6. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (5) aus einem Elastomer besteht.

7. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Bolzenkopf (12).

8. Verbindungssystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Gabelkopf (12).

9. Verbindungssystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Zunge (12).

10. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Stützhülse (20).

11. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Dichtring (5) zwischen dem Nippelkopf (21) und der Stützhülse (20) und/oder durch eine Gleitdichtung zwischen Nippelkopf (21) und dem Bolzen (8).

12. Verbindungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß das Dichtelement (5) auf dem Segmentring (22) des Spreiznippels angeordnet ist.

13. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet daß das Dichtelement (5) als Expansionsdichtelement ausgebildet ist und an seiner Außenfläche einen zusätzlichen Dichtring oder Dicht­ lippen aufweist.