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Die
Erfindung betrifft ein Rohrverlegegerät insbesondere für Abwasserkanäle gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Man
benutzt für
Abwasserkanäle
in erster Linie Betonrohre, die im Querschnitt meist kreisrund, oval
oder rechteckig sind und Durchmesser von 300 mm bis 2.500 mm haben
können.
Eine typische Rohrlänge
z.B. von Stahlbetonrohren beträgt
2,5 m. Dichte Verbindungen zwischen den Rohrstücken sind wichtig, denn bei
defekten Kanalsystemen besteht stets die Gefahr der Verseuchung
von Boden und Grundwasser. Zudem könnte Grundwasser von außen in die
Kanäle
eintreten.
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Im
Rohr-Herstellerwerk können
die Rohre auf Dichtheit kontrolliert werden. Hingegen läßt sich die
Dichtheit an den Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Rohren
erst auf der Baustelle prüfen, nämlich nach
der Verlegung. Für
diese benötigt
man jedenfalls bei schweren, im Durchmesser über 500 mm großen Rohren
Hilfsmittel, die ein Anheben zum Transport, ein Absenken an gewünschter
Stelle und ein dichtes Heranrücken
an ein existentes Rohr bzw. einen Systemanschluß ermöglichen.
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Herkömmliche
Rohrverlegegeräte
ermöglichen
das Heben und Ziehen von außen,
beispielsweise gemäß
DE 36 10 836 C2 .
Danach sind zum Verbinden von Rohren kleineren Durchmessers zwei parallele
Rohrgreifzangen vorgesehen, die an den Enden der zu verbindenden
Rohre mit hydraulisch betätigbaren
Spannarmen angreifen und durch eine Traverse sowie durch Zugzylinder
längsverbunden sind.
Beim Verspannen der Rohrgreifzangen kann es vorkommen, daß sich das
Gerät etwas
anhebt und eventuell die Rohrenden zueinander leicht verkantet. In
engem Grabenverbau ist der Platzbedarf des Geräts ungünstig, da die über den
Rohrdurchmesser hinausragenden Spannarme zusätzlichen Bewegungsraum benötigen.
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Ebenfalls
für kleinere
Rohre, z.B. mit einem Durchmesser unter 400 mm, die an einem Ende
eine Glockenmuffe aufweisen, sieht
DE 42 44 331 C2 eine Spanneinheit mit zwei
Spannbügeln
vor, die über Lenker
mit einer mittig dazwischen sitzenden Traverse gelenkverbunden sind,
welche an der Rohroberseite abstützbar
ist. Am Muffenende des anzuschließenden Rohrs wird ein Zughakenpaar
stirnseitig angesetzt, an dem eine Kette einhakbar ist, die über Umlenkrollen
mit einer Umlenkschleife durch den Stützzylinder gespannt wird, um
das neue Rohr mit seinem freien Ende in die Glockenmuffe des vorhandenen
Rohrs einzuziehen. Auch hier überragen
die Spannbügel
den muffenseitigen Maximal-Rohrdurchmesser, was in engen Gräben nachteilig
ist.
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Ähnlich greift
bei einem Gerät
laut AT 264 224 C2 am Muffenende ein Bügelpaar an, von dessen Enden
je ein Seilzug ausgeht, der durch ein am nächsten Muffenende angebrachtes
Druckhaupt seitlich hindurchläuft
und an einem Zughaupt endet, das waagebalkenartig durch einen Hydraulikzylinder
gegenüber
dem Druckhaupt abgestützt
ist. Die verhältnismäßig leicht
gebaute Vorrichtung ist für
Rohre kleineren Durchmessers geeignet und beansprucht ebenfalls
seitlichen Freiraum.
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Für Betonrohre
großen
Durchmessers, in denen Bedienungspersonen stehen können, wird
beispielsweise laut
DE
28 17 632 C2 ein einfahrbarer, rädergestützer Wagen mit einem Rahmen
benutzt, an dem zwei Teleskopstreben oder Stempel angelenkt sind.
Diese sind durch zwei hydraulische Schwenkzylinder winkelverstellbar
und an ihren oberen Enden mit federbelasteten Führungssegmenten gelenkverbunden,
die sich gegenüber
dem Wagenrahmen an die obere Rohrinnenwand anlegen. Stirnseitig
greift am Muffenende ein z.B. balkenförmiges Widerlager für einen
Seilzug an, der mit einem weiteren, rahmenseitig an einer Querstrebe
abgestützten Hydraulikzylinder
das Einziehen des anzuschließenden
Rohrs bewirkt. Bei solchen Vorrichtungen sind zu hohe Radialspannungen
und in deren Folge Materialschäden
grundsätzlich
nicht auszuschließen,
wenn etwa das Zusammenspiel der Hydraulikzylinder gestört wird.
Unter ungünstigen
Umständen
könnte auch
eine Personengefährdung
eintreten.
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Beim
bisherigen offenen Verbau sind beiderseits des Rohrs allgemein Abstände von
wenigstens 0,5 m erforderlich, um das Erdreich fachgerecht zu verdichten
und einen Einsturz der Grabenwand möglichst zu verhindern. Das
hat zur Folge, daß herkömmlich beträchtliche
Volumina auszuheben und zu lagern, dann zu verfüllen und zu verdichten sind.
Das ist mit großem
Kostenaufwand verbunden.
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Es
ist allgemeines Ziel der Erfindung, den Aufwand zu senken und unter Überwindung
der Nachteile des Standes der Technik zur Graben-Verlegung von Rohren
namentlich für
Abwasserkanäle wirtschaftliche
Mittel zu schaffen, mit denen Verbindungen aneinander anschließender Rohre
vor Ort rasch, in materialschonender Weise und gut dichtend herzustellen
sind. Insbesondere soll das zuverlässige Verlegen von Rohren mit
ebenem Aufsetzboden ermöglicht
werden.
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Hauptmerkmale
der Erfindung sind in Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind
Gegenstand der Ansprüche
2 bis 15.
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Ein
Rohrverlegegerät,
insbesondere Rohrhebe- und Rohrschiebegerät für Abwasserkanäle, mit
Trag- und Spannmitteln zum Erfassen und Heben sowie zum Versetzen
von Einzelrohren, die an gewünschter
Stelle an ein existentes Rohr bzw. einen Systemanschluß anzuschließen sind,
zeichnet sich erfindungsgemäß laut Anspruch
1 dadurch aus, daß zur
Verbindung mit einem Bagger-Wechselsystem ein Anschlußkörper vorhanden
ist, der mit einem Block starr verbunden oder einstückig ist,
welcher wenigstens einen endseitig in das zu verlegende Einzelrohr
einführbaren
Tragdorn haltert, und daß mit dem
Block und/oder dem Tragdorn wenigstens ein Schubzylinder fest verbunden
ist, der bzw. dessen Kolben sich an einem an dem Einzelrohr-Ende
angreifenden Schubbalken abstützt.
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Ein
spezieller Aspekt der Erfindung besteht mithin in der Schaffung
eines Rohrhebe- und
Rohrschiebegeräts,
das direkt an einen Bagger anschließbar ist, insbesondere an eine
Schnellwechseleinrichtung des Baggers, weil ein solcher wohl auf
jeder Baustelle vorhanden und ohne weiteres einsetzbar ist. Meist
sind moderne Bagger mit einem Schnellwechselsystem ausgerüstet, um
Werkzeuge wie Schaufel, Verdichtungsgerät, Abbruchzange usw. ohne manuelles
Zutun an- und abkoppeln zu können. Derartige
Wechselsysteme verfügen
häufig
auch über
eine "Tilt"-Funktion, d.h. über die
vorteilhafte Möglichkeit
des Kippens bzw. Schwenkens um eine horizontale Längsachse.
Ferner lassen sich die Werkzeuge zum Teil an das Hydrauliksystem
des Baggers anschließen.
Dieses Bagger-Potential wird im Rahmen der Erfindung in Verbindung
mit dem Rohrverlegegerät
genutzt, um fachgerechtes, zuverlässiges Rohrverlegen zu gewährleisten.
Die Verwendung des Baggers allein zum Rohrdrücken wird jedoch vermieden,
weil seine hinreichend genaue Steuerung sehr schwierig und aufwendig
ist. Außerdem
könnten
fallweise zu hohe Druckkräfte
die Muffe und/oder Dichtung des Rohrsystems beschädigen.
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Das
neuartige Gerät
eignet sich besonders zum Verlegen von Rohren mit ebenem Aufsetzboden nach
Prof. Stein. Mit der Erfindung ist nämlich eine Vorrichtung geschaffen,
die sich auf engstem Raum und ohne seitlich überstehende Teile in einem
Grabenverbau einsetzen läßt. Dadurch
sind beiderseits des Rohrs nur minimale Abstände zur Grabenwand erforderlich.
Das Ausheben, Lagern, Verfüllen
und Verdichten ist demzufolge auf das unbedingt nötige Erdreich-Volumen
beschränkt,
und entsprechend reduziert sich der Zeit- und Kostenaufwand hierfür außerordentlich.
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Der
Anschlußkörper ist
bevorzugt eine Schraubplatte, d.h. eine mit Bohrungen und/oder Gewindelöchern in
geeigneter Anordnung versehene Platte, so daß die Verbindung mit dem Wechselsystem
des Baggers ohne Komplikationen und schnell vor sich geht. Vorteilhaft
ist der Block als rippenversteifte Konsole mit einem Tragarm gestaltet,
der besondere Stütz-
und Haltefunktionen ausüben
kann und relativ zu dem Anschlußkörper abgewinkelt
ist, vorzugsweise um etwa 90° oder
mehr. Über
den Tragarm oder direkt kann die Anschlußplatte mit einer Dreheinheit
verbunden oder verbindbar sein, die eine Winkelverstellung zum Einjustieren
der Richtung des Tragdorns gestattet, damit dieser exakt achsparallel
in das zu verlegende Rohr einführbar
ist. Der Block bzw. die Konsole kann auch zwei oder mehr zueinander
parallele Tragdorne haltern. Zur Drehverstellung zwecks Horizontalwinkel-Ausrichtung
ist es günstig,
wenn die Dreheinheit durch einen an dem Block bzw. seinem Tragarm
befestigten Druckzylinder beweg- und festsetzbar ist.
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Zur
Ausrichtung des Blocks bzw. des Tragdorns in Bezug auf das zu verlegende
Rohr ist eine Zentrierhilfe und/oder ein Laser-Justiermittel vorgesehen.
Die Zentrierhilfe kann z.B. zwei ausziehbare Stangen oder Teleskoprohre
aufweisen, die einerends an dem Block angelenkt sind und anderenends ein
Anschlagelement mit einer Spindel zur Höhenjustierung haben. Für die Lagefixierung
des Blocks bzw. des Tragdorns nach genauer Positionierung ist zweckmäßig eine
hydraulische Spanneinheit vorhanden. Hierzu kann an dem Tragarm
des Blocks ein Anschlagstück
angelenkt sein, das der Rohrkrümmung vorteilhaft
zumindest näherungsweise
angepaßt
und z.B. mittels eines weiteren Druckzylinders auf das zu verlegende
Rohr preßbar
ist.
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Indem
mit dem Block oder mit dem Schubbalken eine Traverse, ein Rahmen
o.dgl. verbunden ist, die bzw. der den Schubzylinder geführt haltert, kann
die Schubkraft in genauer Ausrichtung auf das Rohr-Ende von dem
Block bzw. der Konsole abgestützt
werden, wobei der Bagger die Reaktionskräfte aufnimmt. Reicht das nicht
aus, so kann als Zusatzstütze
eine Innenstrebe vorgesehen sein, die sich mit beiden Enden an der
Innenwandung des Rohrs klemmend abstützt.
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Der
bzw. jeder Tragdorn ist bevorzugt mit einer Wange starr verbunden,
die an dem Block bzw. der Konsole durch Streben abgestützt ist,
was die Steifigkeit der Konstruktion erhöht. Infolgedessen können große Schub-
und Reaktionskräfte übertragen
werden, vor allem wenn die Streben beiderseits des Schubzylinders,
also symmetrisch, angeordnet und mit dem Schubbalken fest verbunden
sind. Außerdem
können
die Streben als Führungsschienen ausgebildet
sein, die je einen Begrenzer für
den Kolbenweg des Schubzylinders führen und letzteren dadurch
ebenfalls stabilisieren.
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Weitere
Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
dem Wortlaut der Ansprüche
sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnungen. Darin zeigen:
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1 eine Schrägansicht
eines erfindungsgemäßen Rohrverlegegeräts,
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2 eine Seitenansicht des
Geräts
von 1,
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3 eine Draufsicht auf das
Gerät von 2,
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4 eine Vorderansicht des
Geräts
von 2 bzw. 3 und
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5 eine Seitenansicht entsprechend 2, jedoch eingefahren in
ein Rohr.
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Aus 1 bis 4 geht ein Rohrverlegegerät 10 hervor,
dessen Hauptkörper
von einem konsolenförmigen
Block 12 gebildet ist. Er hat einen Tragarm 14,
der fest mit einer z.B. trommelförmigen
Dreheinheit 16 verbunden ist, die oben einen Anschlußkörper in
Form einer Schraubplatte 18 trägt. Zum Betätigen und Festsetzen der Dreheinheit 16 dient
ein Druckzylinder 36, der dazu an einem Gelenk 46 angreift.
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Der
Block bzw. die Konsole 12 haltert wenigstens einen Tragdorn 20,
im gezeichneten Ausführungsbeispiel
einen Doppeldorn. Darunter befindet sich eine Traverse 22,
die fest mit der Konsole 12 verbunden ist, einen Querbalken 23 aufweist
und einen Schubzylinder 24 haltert und führt.
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Am
Tragarm 14 ist eine Spanneinheit 26 angebracht,
von der Stützarme
in Form zweier Lenker 28 zu einem Anschlagstück 30 abgehen,
das zur Auflage auf einem (hier nicht dargestellten) zu verlegenden
Rohr bestimmt ist. Die Lenker 28 sind mit Gelenken 27 bzw. 29 einerseits
am Tragarm 14 und andererseits an dem Anschlagstück 30 angebracht.
Sobald das Rohr R (5)
verlegt ist, kann ein weiterer (in den Zeichnungen nicht erkennbarer)
Hydraulikzylinder auf das Anschlagstück 30 eine Anpreßkraft ausüben.
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Zum
Angriff an dem Muffen-Ende M des zu verlegenden Rohrs R (5) ist im oberen Bereich der
Konsole 12 eine Schubplatte 42 und im unteren Bereich
ein Schubbalken 32 vorgesehen. Eine Wange 34 verbindet
den Doppel-Tragdorn 20 mit der Traverse 22. Diese
ist U-förmig
gestaltet und hat beiderseits des Schubzylinders 24 als
Führungsschienen ausgebildete
Streben 35, auf denen Begrenzer 45 gleitbeweglich
sind, die in der Ausgangslage an der Konsole 12 anliegen
und beim Ausfahren des Kolbens des Schubzylinders 24 bis
an den Querbalken 23 der Traverse 22 gelangen
können.
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Eine
Zentrierhilfe 38 hat zwei am oberen Ende des Blocks 12 angelenkte
Teleskoprohre oder Stangen 40, deren Auszugslänge mittels
Feststellern 41 fixiert werden kann. Ein Aufsatzstück 46,
das ebenso wie das Anschlagstück 30 vorzugsweise
der Krümmung
des zu verlegenden Rohrs wenigstens ungefähr angepaßt ist, dient zur Abstützung der
Zentrierhilfe 38 auf einem (nicht gezeichneten) bereits verlegten
Rohr. Zur Höhenjustierung
ist eine vertikale Stellspindel 44 vorgesehen. Wahlweise
oder zusätzlich
kann eine (nicht dargestellte) Laser-Einrichtung vorhanden sein,
insbesondere im unteren Bereich der Konsole 12.
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Das
Rohrverlegegerät 10 enthält vorzugsweise
ein eigenes, batteriegespeistes Hydrauliksystem zur Versorgung der
Druckzylinder, doch ist auch ein Anschluß an den Hydraulikkreislauf
des Baggers ohne weiteres möglich.
Bei der Verlegearbeit steht ein Bediener am besten auf dem zuletzt
verlegten Rohr, um das Zusammenfügen
mit dem neuen Rohr aus der Nähe
zu überwachen
und mit Hilfe eines Steuergeräts
zu lenken, das in üblicher
Weise mit Tasten versehen sein kann und die Hydraulik über Kabel
oder Funk steuert.
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Die
Verwendungsweise des Geräts 10 ergibt sich
anhand von 5. Sobald
die Platte 18 mit dem Bagger-Wechselsystem verschraubt
ist, erfolgt die Aufnahme des zu verlegenden Rohrs R. Falls das Bagger-Wechselsystem
bei diesem Vorgang nicht in derselben Richtung wie das Rohr R steht,
kann das Gerät 10 mittels
der Dreheinheit 16 um eine senkrechte Achse in die korrekte
Richtung verschwenkt werden. Sodann wird das Gerät 10 mit dem Doppel-Tragdorn 20 in
das Rohr R eingefahren, bis der Schub balken 32 und die
Schubplatte 42 am Muffen-Ende M des Rohrs R zum Anschlag
kommen und sich der Doppel-Tragdorn 18 von unten an zwei
Linienbereichen der Innenwand anlegt.
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Nach
Verspannung von oben mittels der Spanneinheit 26 kann das
Rohr R mit dem Bagger angehoben und zur Verlegestelle verbracht
werden, und zwar möglichst
nah an das zuletzt verlegte Rohr heran. Das nun benachbarte Ende
des Rohrs R weist einen Ansatz A auf, der in das Muffen-Ende des
vorangehenden (nicht gezeichneten) Rohrs dicht passend eingebracht
werden soll. Die Teleskoprohre 40 können, wie in 5 gestrichelt angedeutet ist, so weit
ausgezogen werden, daß das
Aufsatzstück 48 der
Zentrierhilfe 38 auf dem bereits verlegten Rohr zur Auflage
gelangt. Mittels der Stellspindel 44 kann die richtige
Höhe einjustiert
werden. Um eine Überlastung
der Zentrierhilfe 38 zu vermeiden, wird sie bei unerwünschter
Krafteinwirkung von den Stangen 40 nach oben weggeschwenkt.
Eine Feinausrichtung läßt sich
mit einem Laserstrahl bewirken, der von einer (nicht dargestellten)
Laser-Einrichtung ausgeht, die z.B. am Bagger-Wechselsystem angeordnet
sein kann.
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Der
vorteilhaft im unteren Drittel des Blocks bzw. der Konsole 12 befindliche
und in der Traverse 22 gehaltene Schubzylinder 24 kann
jetzt betätigt werden,
um das Rohr R mit dem Ansatz A in das Muffen-Ende des zuvor verlegten
Rohrs gleichmäßig einzudrücken. Die
dabei auftretenden Gegenkräfte
fängt der
Bagger auf.
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Ist
der Fügevorgang
beendet, so wird der Kolben des Schubzylinders 24 zurückgefahren
und die Verspannung am Rohr R wird gelöst. Das Gerät 10 kann sodann mit
dem Bagger aus dem Graben gehoben und zum nächsten Rohr gebracht werden.
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Bei
offenem Verbau werden die Arbeiten nicht selten durch Querleitungen
behindert, z.B. durch Hausanschlüsse.
Außerdem
sind, um Wand-Einstürze
zu verhindern, im Verbau oft horizontale Spreizen eingesetzt, deren
Abstände
sich meist nicht mit der Länge
zu verlegender Rohre decken, weshalb es immer wieder dazu kommt,
daß sich
an oder nahe der Verlegestelle eine Spreize befindet. Um dem zu
begegnen, stattet man das Gerät 10 mit
einem Schubzylinder 24 aus, der einen übergroßen Kolbenhub ermöglicht.
Der Ansatz A des Rohrs R wird dann in einen vorbestimmten Abstand von
z.B. 400 mm vor dem Muffen-Ende des vorhergehenden Rohrs in Position
gebracht und nun der ganze Kolbenhub von z.B. 500 mm ausgenutzt,
um mit der Hubdifferenz - im genannten Beispiel 100 mm – das Rohr
R in die verlegte Muffe einzuschieben.
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Die
Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen
beschränkt,
sondern in vielfältiger
Weise abwandelbar. Beispielsweise muß der Block 12 nicht
unbedingt eine C-förmige Struktur
aufweisen. Der Tragdorn oder das Tragdornpaar 20 kann profiliert
sein, um mit besserer Lasstverteilung an der Rohr-Innenwand anzugreifen.
Zur Anpassung an die Rohrkrümmung
vor allem bei sehr großen
Rohren könnte
zwischen zwei Tragdornen 20 ein dritter (mittlerer), gegebenenfalls
höhenverstellbarer
Tragdorn vorgesehen werden. Ferner kann als Zusatzstütze eine
Innenstrebe für
den Fall vorgesehen werden, daß der
Bagger allein die beim Einschieben des Rohrs R auftretenden Reaktionskräfte nicht bzw.
nur teilweise aufzunehmen vermag. Eine solche Innenstrebe kann schwimmend
im Verbau gelagert werden und sich mit Anlagepratzen verklemmen
lassen, bevorzugt mittels hydraulischer Verspannung. Dabei legt
man die Zusatzstütze
bevorzugt in die Ebene der Schubzylinder-Achse, um Kippmomente auszuschließen.
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Man
erkennt, daß das
erfindungsgemäße Rohrverlegegerät 10 in
bevorzugter Ausführungsform
als Rohrhebe- und Rohrschiebegerät
ausgebildet ist und über
einen Anschlußkörper 18 zum
Verbinden mit einem Bagger-Wechselsystem verfügt, ferner über eine an dem Anschlußkörper 18 angreifende
Dreheinheit 16 und über
einen insbesondere abgewinkelten Block, eine Konsole 12 u.dgl.
zur Halterung wenigstens eines Tragdorns 20, der das jeweils
zu verlegende Rohr R aufnimmt. Zu dessen Positionierung ist eine
Zentrierhilfe 38 und/oder ein Laser-Justiermittel vorgesehen.
Mit Hilfe einer hydraulischen Spanneinheit 26 ist die eingestellte
Lage fixierbar. Wenigstens ein Schubzylinder 24, der zwischen einer
Traverse 22 und einem Schubbalken 32 angeordnet
ist, liefert eine dosierte Schubkraft zum gleichmäßigen Einschieben
des Rohrs R in das offene Ende eines bereits verlegten Rohrstrangs.
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Sämtliche
aus den Ansprüchen,
der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile,
einschließlich
konstruktiver Einzelheiten und räumlicher
Anordnungen, können sowohl
für sich
als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich
sein.
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- A
- Ansatz
- E
- Rohr-Ende
- M
- Muffen-Ende
- R
- zu
verlegendes (Einzel-)Rohr
- 10
- Rohrverlegegerät
- 12
- Block
/ Konsole
- 14
- Tragarm
- 16
- Dreheinheit
- 18
- Anschlußkörper / -platte
- 20
- (Doppel-)Tragdorn
- 22
- Traverse
- 23
- Querbalken
- 24
- Schubzylinder
- 26
- Spanneinheit
- 27
- Lager
- 28
- Stützarme /
Lenker
- 29
- Gelenke
- 30
- Anschlagstück
- 32
- Schubbalken
- 34
- Wange
- 35
- Führungsschienen
/ Streben
- 36
- Druckzylinder
- 38
- Zentrierhilfe
- 40
- Teleskoprohre
/ Stangen
- 41
- Feststeller
- 42
- Schubplatte
- 44
- Stellspindel
- 45
- Begrenzer
- 46
- Gelenk
- 48
- Aufsatzstück