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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zeitweiligen Verschließen von zu verlängernden Rohrleitungen einer Tunnelvortriebsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Vorrichtungen sind aus der Praxis bekannt und weisen eine in einer Rohrleitung in axialer Richtung bewegbare Dichteinheit auf. Die Dichteinheit ist mit wenigstens einem Dichtkörper ausgestattet, mit dem die Rohrleitung wenigstens flüssigkeitsdicht verschließbar ist. Das Bewegen der Dichteinheit erfolgt über die Steuerung der Fließrichtung von in der die Dichteinheit aufnehmenden Rohrleitung vorhandenen Flüssigkeitsvolumina unter Mitnahme der Dichteinheit. Das Steuern der Flüssigkeitsvolumina erfolgt relativ aufwendig unter Öffnen und Schließen von Ventilen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die sich durch eine flexible und präzise Beweglichkeit der Dichteinheit, gegebenenfalls auch bei leeren Rohrleitungen, auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Dadurch, dass eine motorisch antreibbare Antriebseinheit vorhanden ist, lässt sich bei Kopplung der Antriebseinheit mit der Dichteinheit die Dichteinheit unabhängig von in der Regel nur sehr aufwendig in der Strömungsrichtung zu steuernden Flüssigkeitsvolumina an eine Position bewegen, an der eine Rohrleitung verschlossen werden soll.
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Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung mit Bezug auf die Figuren der Zeichnung.
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Es zeigen:
- 1 in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung mit zwei Dichteinheiten und zwei Antriebseinheiten, die mit einer Versorgungsleitung gekoppelt sind, sowie mit einem Druckspeicher
- 2 in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung mit zwei Dichteinheiten und zwei Antriebseinheiten, die mit einem Akkumulator und mit einer Koppelstelle ausgestattet sind, sowie mit einem Druckspeicher und mit einem Akkumulator,
- 3 in einer Seitenansicht das Ausführungsbeispiel gemäß 1 in einer ersten Ausführung in einem in einem Rohrlaufwagen vorgesehenen Parkraum,
- 4 in einer Seitenansicht den Rohrlaufwagen gemäß 3 mit dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 gemäß der ersten Ausführung, angeordnet in einem Endabschnitt einer zu verlängernden Rohrleitung,
- 5 in einer Seitenansicht den Rohrlaufwagen und den Endabschnitt der zu verlängernden Rohrleitung gemäß 3 in einem Abstand voneinander,
- 6 in einer Seitenansicht die voneinander beabstandete Anordnung aus Rohrlaufwagen und Endabschnitt der zu verlängernden Rohrleitung mit einer abgekoppelten Versorgungsleitung,
- 7 in einer Seitenansicht den Rohrlaufwagen und den Endabschnitt der Rohrleitung gemäß 6 mit einem neuen Rohrleitungsstück,
- 8 in einer Seitenansicht die Anordnung gemäß 7 mit der mit dem neuen Rohrleitungsstück verlängerten Rohrleitung,
- 9 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht einen Rohrlaufwagen mit einem Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführung mit einer abkoppelbaren Antriebseinheit,
- 10 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht die Anordnung gemäß 9 mit einem neuen Rohrleitungsstück, mit dem eine Rohrleitung zu verlängern ist,
- 11 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht die Anordnung gemäß 10 mit dem jetzt an die Rohrleitung angebauten neuen Rohrleitungsstück,
- 12 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht einen Rohrlaufwagen im Bereich eines Parkraums, in dem das anhand 2 erläuterte Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung angeordnet ist, und
- 13 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht eine Anordnung aus Rohrlaufwagen und zu verlängernder Rohrleitung mit dem anhand 2 erläuterten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung in einem Endabschnitt einer zu verlängernden Rohrleitung.
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1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein nach Art eines semiautarken Rohrmolches 100 ausgebildetes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, die über zwei Dichteinheiten 103, 104 verfügt. Jede Dichteinheit 103, 104 weist ein kreisringartig ausgebildetes Dichtelement 106 auf, das beispielsweise als ein bei Druckbeaufschlagung im Umfang aufweitbarer Dichtring ausgebildet ist.
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Beidseitig jedes Dichtelements 106 verfügt der Rohrmolch 100 über jeweils eine kreisscheibenartig ausgebildete doppellagige Räumlippe 109 aus verhältnismäßig biegesteifen Materialen. Die Räumlippen 109 stehen radial über die nicht mit Druck beaufschlagten Dichtelemente 106 über und dienen zum Wegschieben von in einer in 1 nicht dargestellten Rohrleitung vorhandenem Material.
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Der Rohrmolch 100 gemäß 1 ist weiterhin mit zwei Antriebseinheiten 112, 113 ausgestattet, die in der Außenkontur in etwa quaderförmig ausgebildet sind und in ihren Eckbereichen beispielsweise über einen Elektromotor motorisch antreibbare Laufrollen 115 aufweisen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die innenliegende erste Antriebseinheit 112 direkt mit einer außenliegenden ersten Dichteinheit 103 verbunden und mit der innenliegenden zweiten Dichteinheit 104 über ein beispielsweise als Wellrohrkompensator ausgebildetes erstes Gelenkstück 118 verbunden. An der zweiten Dichteinheit 104 ist auf der anderen Seite ein zweites Gelenkstück 119, beispielsweise ebenfalls in Gestalt eines Wellrohrkompensators, angebracht, an dessen anderen Ende die außenliegende zweite Antriebseinheit 113 angekoppelt ist.
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Die zweite Antriebseinheit 113 ist auf ihrer der zweiten Dichteinheit 104 abgewandten Seite mit einer Versorgungsleitung 121 verbunden, die über eine Koppelstelle 124 im Regelbetrieb in einer ersten Ausführung entweder lösbar oder in einer zweiten Ausführung fest an der zweiten Antriebseinheit 113 angebracht ist, wobei in der ersten Ausführung die in der Darstellung gemäß 1 außenliegende zweite Antriebseinheit 113 fest und in der zweiten Ausführung lösbar mit dem zweiten Gelenkstück 119 verbunden ist. Mit der Versorgungsleitung 121 ist der Rohrmolch 100 mit elektrischer Energie, elektrischen Signalen und Druckluft beaufschlagbar.
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Weiterhin ist der Rohrmolch 100 mit einem Druckspeicher 127 ausgestattet, mit dem Druckluft speicherbar ist, so dass bei Abtrennen der Versorgungsleitung 121 oder der zweiten Antriebseinheit 113 die Dichtelemente 106 weiterhin verlässlich mit Druck beaufschlagbar sind und der Rohrmolch 100 semiautark gestaltet ist.
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2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei sich bei dem anhand 1 erläuterten Ausführungsbeispiel und bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 einander entsprechende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen und im Weiteren nicht näher erläutert sind. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 in Gestalt eines vollautarken Rohrmolchs 200 ist ein Akkumulator 203 zum Speichern von elektrischer Energie vorhanden, während die Koppelstelle 124 zum Verbinden mit einer in 2 nicht dargestellten, in einem Parkraum vorgesehenen Gegenstelle eingerichtet ist. Bei Verbinden der Koppelstelle 124 mit der Gegenstelle lassen sich der Druckspeicher 127 und der Akkumulator 203 mit Druckluft beziehungsweise mit elektrischer Energie speisen, so dass der Rohrmolch 200 gemäß 2 jederzeit unabhängig von einer Versorgungsleitung 121 wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 während einer vorbestimmten Betriebsdauer vollautark handhaben lässt.
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3 zeigt in einer teilgeschnittenen Seitenansicht das Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung gemäß 1 in Gestalt des semiautarken Rohrmolchs 100 in der ersten Ausführung, der in einem in einem Rohrlaufwagen 303 einer in 3 nicht dargestellten Tunnelvortriebsmaschine ausgebildeten Parkraum 306 angeordnet ist. Der in einem Abschlussstutzen 309 eines Wagenrohrs 310 ausgebildete Parkraum 306 dient zur Aufnahme des semiautarken Rohrmolchs 100 während des Abbaubetriebs der Tunnelvortriebsmaschine und ist durch einen im Querschnitt erweiterten Bereich eines Abschlussstutzens 309 gebildet. Der Rohrlaufwagen 303 verfügt hier insgesamt über zwei Wagenrohrleitungen 310 mit jeweils einem Abschlussstutzen 309, die jeweils einen Parkraum 306 zur Aufnahme jeweils eines Rohrmolchs 100 aufweisen. An jedem Parkraum 306 ist endseitig eine Leitungsdurchführung 312 angebracht, durch die eine Versorgungsleitung 121 nach außen durchführbar ist.
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4 zeigt in einer teilgeschnittenen Seitenansicht den in 3 genannten Rohrlaufwagen 303 mit den Parkräumen 306 und auf der den Parkräumen 306 gegenüberliegenden Seite des Wagenrohrs 310 angeordneten, zu verlängernden Rohrleitungen 403. In einem Endabschnitt 406 einer Rohrleitung 403, der teilgeschnitten dargestellt ist, ist der Rohrmolch 100 angeordnet. Der Rohrmolch 100 wurde mittels der Antriebseinheiten 112, 113 mit der in 4 und den nachfolgenden Figuren teilweise nur abschnittsweise dargestellten Versorgungsleitung 121 von dem Parkraum 306 in den Endabschnitt 406 verfahren.
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5 zeigt in einer Seitenansicht eine Anordnung, in der der Rohrlaufwagen 303 und der den Rohrmolch 100 aufnehmende Endabschnitt 406 der Rohrleitung 403 durch Rückfahren des Rohrlaufwagens 303 voneinander beabstandet sind, um ein in 5 noch nicht dargestelltes neues Rohrleitungsstück einzubauen. Aus der Darstellung gemäß 5 ist ersichtlich, dass sich die Versorgungsleitung 121 noch über den Freiraum zwischen dem Endabschnitt 406 der Rohrleitung 403 und dem Rohrlaufwagen 303 erstreckt. In dieser Anordnung dichten die aktivierten Dichteinheiten 103, 104 des Rohrmolchs 100 die Rohrleitung 403 in dem Endabschnitt 406 zumindest flüssigkeitsdicht, vorzugsweise auch wenigstens bis zu einem gewissen Grad auch gasdicht, ab.
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6 zeigt in einer Seitenansicht die Anordnung aus Rohrlaufwagen 303 und Endabschnitt 406 der zur verlängernden Rohrleitung 403 mit einer jetzt von dem Rohrmolch 100 abgezogenen und in den Rohrlaufwagen 303 eingezogenen Versorgungsleitung 121.
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7 zeigt in einer Seitenansicht die Anordnung aus Rohrlaufwagen 303 und Endabschnitt 406 der Rohrleitung 403 jetzt mit dem neuen Rohrleitungsstück 707, mit dem die Rohrleitung 403 verlängert werden soll. In der Anordnung gemäß 7 ist der Rohrmolch 100 wieder mit der Versorgungsleitung 121 verbunden, so dass nach Verbinden des neuen Rohrleitungsstücks 707 mit der Rohrleitung 403 sowie dem Rohrlaufwagen 303 der Rohrmolch 100 durch Ablassen des Drucks aus den Dichtelementen 106 sowie damit deaktivierten Dichteinheiten 103, 104 wieder freigebbar und mittels der Antriebseinheiten 112, 113 wieder verfahrbar ist.
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8 zeigt in einer Seitenansicht ausgehend von der Anordnung gemäß 7 die mit dem neuen Rohrleitungsstück 707 verlängerte Rohrleitung 403 und mit dem Rohrmolch 100 in dem Parkraum 306. Nach Abschotten des Parkraums 306 mit einem Verschlussschieber 803 beginnt ein neuer Vortriebszyklus, bis wieder ein neues Rohrleitungsstück 707 zu verbauen ist.
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9 zeigt in einer teilgeschnittenen Seitenansicht einen Rohrlaufwagen 303 mit dem Rohrmolch 100 gemäß 1 in der zweiten Ausführung mit der abtrennbaren zweiten Antriebseinheit 113, wobei in der Anordnung gemäß 9 der Teil des Rohrmolchs 100 mit den beiden Dichteinheiten 103, 104 und der zwischen den Dichteinheiten 103, 104 angeordneten ersten Antriebseinheit 112 in dem Endabschnitt 406 der zu verlängernden Rohrleitung 403 angeordnet ist, während die dauerhaft mit der Versorgungsleitung 121 verbundene, abgetrennte zweite Antriebseinheit 113 zeitweilig an dem Rohrlaufwagen 303 verbleibt. Die Dichteinheiten 103, 104 dichten auch hier den Endabschnitt 406 der zur verlängernden Rohrleitung 403 möglichst vollständig fluiddicht ab.
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10 zeigt in einer teilgeschnittenen Seitenansicht die Anordnung gemäß 9 mit dem neuen Rohrleitungsstück 707, mit dem die Rohrleitung 403 zu verlängern ist.
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11 zeigt in einer teilgeschnittenen Seitenansicht die Anordnung gemäß 10 mit dem jetzt an die Rohrleitung 403 angebauten neuen Rohrleitungsstück 707 und der wieder angekoppelten zweiten Antriebseinheit 113, die zuvor in dem Rohrlaufwagen 303 angeordnet war. Nach Ankoppeln der zweiten Antriebseinheit 113 lässt sich der Rohrmolch 100 wieder in den in 11 nicht dargestellten Parkraum 306 zurückfahren, um einen neuen Vortriebszyklus zu beginnen.
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12 zeigt in einer teilgeschnittenen Seitenansicht einen Rohrlaufwagen 303 im Bereich eines Parkraums 306, in dem ein vollautarker Rohrmolch 200 gemäß 2 als Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung angeordnet ist. In dieser Anordnung ist die Koppelstelle 124 mit einer im Bereich des Parkraums 306 angeordneten Gegenstelle 1203 verbunden. In dieser Koppelung lässt sich der vollautarke Rohrmolch 200 mit elektrischer Energie und Druckluft speisen, so dass er im Rahmen der betriebstypischen Betriebsdauer unabhängig von Zufuhr von elektrischer Energie und Druckluft operieren kann.
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13 zeigt in einer teilgeschnittenen Seitenansicht eine Anordnung aus Rohrlaufwagen 303 und zu verlängernder Rohrleitung 403 mit dem vollautarken Rohrmolch 200 in dem Endabschnitt 406 der zu verlängernden Rohrleitung 403, wobei der Endabschnitt 406 der zu verlängernden Rohrleitung 403 mittels des vollautarken Rohrmolchs 200 fluiddicht abgedichtet ist.
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In der Darstellung gemäß 13 ist das neue Rohrleitungsstück 707 in einer Verlängerungsposition, so dass nach Verbinden des neuen Rohrleitungsstücks 707 mit dem Endabschnitt 406 der zu verlängernden Rohrleitung 403 und mit dem Rohrlaufwagen 303 der vollautarke Rohrmolch 200 nach Deaktivieren der Dichteinheiten 103, 104 für den nächsten Vortriebszyklus wieder in den Parkraum 306 fahrbar ist.
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In einer nicht dargestellten zweckmäßigen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele ist vorgesehen, zum Ausbilden einer Positionserkennungseinheit die Rohrmolche 100, 200 mit verhältnismäßig starken Magneten auszustatten und in dem Endabschnitt 406 der zu verlängernden Rohrleitung 403 wenigstens einen Magnetfeldsensor, vorzugsweise für eine sehr präzise Differenzmessung wenigstens zwei voneinander beabstandete Magnetfeldsensoren, anzubringen. Bei Annähern an den Magnetfeldsensor beziehungsweise die Magnetfeldsensoren und/oder bei Passieren des Magnetfeldsensors beziehungsweise der Magnetfeldsensoren lässt sich die Position des Rohrmolchs 100, 200 und damit die Position der oder jeder Dichteinheit 103, 104 in dem Endabschnitt 406 detektieren, um ein zuverlässiges Abdichten des Endabschnittes 406 zu erreichen.
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Ein Verfahren zum Verlängern einer Rohrleitung 403 mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, insbesondere mit einem semiautarken Rohrmolch 100 in der ersten Ausführung beziehungsweise in der zweiten Ausführung oder mit einem vollautarken Rohrmolch 200 ist daher wie folgt:
- - Anordnen des Rohrmolchs 100, 200 in einem Parkraum 306 zu Beginn eines Vortriebszyklus bis zum Abschluss eines Vortriebszyklus,
- - Verfahren des Rohrmolchs 100, 200 in einen Endabschnitt 406 einer zu verlängernden Rohrleitung 403,
- - Aktivieren wenigstens einer Dichteinheit 103, 104 zum Abdichten des Endabschnittes 406, wobei im Fall des semiautarken Rohrmolchs 100 in der ersten Ausführung die Versorgungsleitung 121 beziehungsweise in der zweiten Ausführung die zweite Antriebseinheit 113 zusammen mit der Versorgungsleitung 121 von dem die oder jede aktivierte Dichteinheit 103, 104 aufweisenden Teil des semiautarken Rohrmolchs 100 entfernt wird,
- - Verlängern der Rohrleitung 403 durch Anfügen eines neuen Rohrleitungsstücks 707,
- - Herausfahren des Rohrmolchs 100, 200 aus dem Endabschnitt, wobei in dem Fall des semiautarken Rohrmolchs 100 in der ersten Ausführung die Versorgungsleitung 121 beziehungsweise in der zweiten Ausführung die zweite Antriebseinheit 113 mit der Versorgungsleitung 121 an den die oder jede aktivierte Dichteinheit 103, 104 aufweisenden Teil des semiautarken Rohrmolchs 100 angekoppelt worden ist, und
- - Anordnen des Rohrmolchs 100, 200 in dem Parkraum 306 für den Beginn eines weiteren Vortriebszyklus.
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Mit dieser Vorgehensweise ergibt sich aufgrund der Semiautarkie oder vollständigen Autarkie des jeweils verwendeten Rohrmolchs 100, 200 eine sehr effiziente Verlängerung von Rohrleitungen 403 bei Tunnelvortriebsmaschine.
