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Zum
unterirdischen Verlegen von Leitungsrohren ist es bekannt, zunächst eine
unterirdische Pilotbohrung, beispielsweise mit einem aus der deutschen
Patentschrift 195 30 972 bekannten Gerät herzustellen, um dann das
einzuziehende Rohr oder die einzuziehende Leitung, vorzugsweise
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 195 08 450 beschrieben.
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Das
Rohr wird dabei über
ein Verbindungselement an die Zugvorrichtung gekoppelt. Üblicherweise
besteht ein solches Verbindungselement aus einem Spreiz- oder Schneidnippel,
der in das Rohr eingedreht wird. Der Spreiznippel besitzt Segmente, die
mit Hilfe eines Konus über
einen Bolzen gegen die Rohrwandung gedrückt werden, indem der Konus mit
dem Bolzen in Richtung der Segmente längsverschoben wird.
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Aus
EP 0 722 553 B1 ist
ein Verbindungssystem zum Verbinden eines in das Erdreich einzuziehenden
Rohrs mit einer Zugvorrichtung bekannt. Dieses Verbindungssystem
weist einen konischen Aufweitkopf mit einer an seinem breiteren
Ende angeordneten Widerlagerplatte auf. Ein Gewindebolzen ist axial
durch den Aufweitkopf gesteckt. Auf das Gewindeende des Gewindebolzens
ist ein Aufweitkonus geschraubt, der in Eingriff mit konischen Flächen von Klemmbacken
gebracht werden kann. Die Klemmbacken sind um den Gewindebolzen
und zwischen der Widerlagerplatte und dem Aufweitkonus angeordnet. Indem
der Aufweitkonus auf den Gewindebolzen aufgeschraubt wird, spreizt
er die Klemmbacken zunehmend in radialer Richtung. Ein in radialer
Richtung zwischen den Klemmbacken und einer an den Aufweitkopf anschließende Stützhülse angeordnetes Rohr
wird durch die radial nach außen
gespreizten Klemmbacken zwischen den Klemmbacken und der Schürze verklemmt
und mit dem Aufweitkopf verbunden.
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Nachteilig
an einem solchen Verbindungssystem ist, dass Steine, Kanten oder
Verunreinigungen das Gewinde des Gewindebolzens funktionsunfähig machen
und somit ein wiederholter Einsatz des Verbindungssystems nur bedingt
möglich
ist. Ferner hat es sich gezeigt, dass das Verbindungssystem jeweils
nur für
einen bestimmten Durchmesserbereich der einzuziehenden Rohre wirtschaftlich
hergestellt werden kann. Dies hängt
mit dem Zusammenwirken des Aufweitkonus mit den Klemmbacken zusammen. So
kann ein Verbindungssystem für
Rohre geringen Durchmessers nicht sinnvoll für Rohre größeren Durchmessers eingesetzt
werden.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
Verbindungssystem zum Verbinden eines in das Erdreich einzuziehenden Rohres
mit einem Gestänge
zu schaffen, das den wiederholten Einsatz des Verbindungssystems
auch für
sehr unterschiedliche Rohrdurchmesser ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verbindungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die
Erfindung baut auf dem Grundgedanken auf, anstelle des aus dem Stand
der Technik zur Erzeugung einer Klemmwirkung bekannten Zusammenwirkens
eines Aufweitkonus mit Klemmbacken mit konischen Flächen einen
Schubkurbeltrieb einzusetzen.
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Als
Schubkurbeltrieb wird insbesondere eine gelenkige Verbindung zwischen
zwei Stangen verstanden. Das Aufeinanderzubewegen zweier freier Enden
der Stangen (erstes und zweites Ende des gesamten Schubkurbeltriebs)
bewirkt, dass das die Stangen verbindende Gelenk seitlich in bezug
auf die die freien Enden der Stangen verbindende Achse ausgelenkt
wird. Diese seitliche (radiale) Auslenkung des Verbindungsgelenks
wird erfindungsgemäß dazu eingesetzt,
eine Klemmwirkung im Innern des Rohres zu erzeugen. Die Stangen
können
an jeweils einem ihrer Enden miteinander verbunden sein. Eine Stange
kann zur Bildung des Schubkurbeltriebs jedoch auch mit ihrem ende
an einem beliebigen Punkt entlang der anderen Stange mit dieser
verbunden sein.
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Als
Schubkurbeltriebe werden jedoch beispielsweise auch solche Elemente
mit miteinander flexible verbundenen Abschnitten verstanden, bei
denen das Aufeinanderzubewegen der Enden des Elements eine winkelig
zur Richtung des Aufeinanderzubewegens gerichtete Bewegung von Teilen
des Elements bewirkt. Beispielsweise bewirkt bei einem Kunststoffrohr
das Aufeinanderzubewegen der Enden des Kunststoffrohrs eine radiale
Auswärtsbewegung
der zwischen den Enden liegenden Abschnitte des Rohres.
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Als
Schubkurbeltrieb im Rahmen dieser Beschreibung dieser Erfindung
werden auch solche Vorrichtungen verstanden, bei denen mehrere der oben
beschriebenen, gelenkig verbundenen Stangenpaare parallel zueinander angeordnet
sind. Vorzugsweise sind die gelenkig verbundenen Stangenpaare in
verschiedene radiale Richtungen um die Zugstange angeordnet.
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Als
Widerlagerplatte wird im Rahmen der Beschreibung dieser Erfindung
jegliches Widerlager beschrieben, daß das Aufeinanderzubewegen
des ersten, mit der Zugstange verbundenen Endes des Schubkurbeltriebs
auf das zweite Ende zu erlaubt. Dabei kann die Widerlagerplatte
auch ringförmig
ausgebildet sein. Als Widerlagerplatte werden insbesondere auch
einzelne Widerlagerpunkte verstanden, die das zweite Ende des Schubkurbeltriebs
im Gegensatz zum mit der Zugstange bewegten ersten Ende ortsfest
halten.
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Die
axial bewegliche Zugstange wird vorzugsweise zentrisch durch die
Widerlagerplatte geführt.
Die Zugstange ist vorzugsweise axial beweglich in dem Verbindungssystem
angeordnet. Es sind jedoch auch andere Bewegungen der Zugstange
relativ zur Widerlagerplatte möglich,
solange diese Bewegungen ein Aufeinanderzubewegen des mit der Zugstange
verbundenen ersten Endes des Schubkurbeltriebs auf das zur Anlage
an der Widerlagerplatte ausgebildete zweite Ende des Schubkurbeltriebs
ermöglicht.
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Als
Zugstange im Rahmen der Beschreibung dieser Erfindung wird auch
eine Schubstange verstanden, wenn das Rohr nicht durch eine Zugvorrichtung,
sondern durch eine Schubvorrichtung in das Erdreich eingebracht
wird. Als Gestänge
im Rahmen dieser Erfindung werden nicht nur Schub- oder Zuggestänge verstanden,
sondern auch Zugseile, Zugketten und alle Einzugs- oder Einschubsvorrichtungen
für Rohre,
so beispielsweise aus selbstvorgetriebene Bohrköpfe. Rohre im Rahmen dieser
Erfindung sind jegliche in Erdreich einzuziehende Körper, beispielsweise
auch Kabelschächte,
Kabel, Rohrreinigungswerkzeuge und Aufweitwerkzeuge. Als Erdreich
wird jede Materialansammlung verstanden, in die ein zuvor definiertes
Rohr eingezogen wird, so auch Schüttungen, viskose Fluide und
Festkörper, wie
Hauswände.
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Vorzugsweise
ist im Bereich des beim Aufeinanderzubewegen des ersten und des
zweiten Endes des Schubkurbeltriebs am meisten ausgelenkten Punktes
des Schubkurbeltriebs, aber auch an anderer Stelle kann eine Klemmbacke
vorgesehen sein. Als Klemmbacke wird ein Element mit einer zur Übertragung
von radial und insbesondere von tangential/axialen Kräften auf
das Rohr besonders geeigneten Oberfläche verstanden. Eine solche
Oberfläche ist
beispielsweise im Querschnitt zacken- oder sägezahnförmig ausgebildet. Die Klemmbacke
kann beispielsweise als gelenkseitiges Ende der einen der beiden
Stangen des Schubkurbeltriebs ausgebildet sein. Bei den ebenfalls
erfindungsgemäße mit umfaßten Schubkurbeltrieben,
die anders als mit gelenkig verbundenen Stangen ausgebildet sind,
kann die Klemmbacke beispielsweise als ein speziell ausgebildeter
Oberflächenbereich
dieses Schubkurbeltriebs, beispielsweise des zu verformenden Rohrs, ausgebildet
sein.
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Insbesondere
um eine sichere Klemmung des Rohrs bei axialen Bewegungen sowohl
in Zug- als auch in Schubrichtung zu bewirken, ist es vorteilhaft,
nach der Klemmung des Rohrs die Relativposition der Zugstange zur
Widerlagerplatte, beispielsweise durch eine Halte- oder Arretierungsvorrichtung,
festzulegen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Rastverbindung
vorgesehen, die eine axiale Bewegung der Zugstange relativ zur Widerlagerplatte
in eine Richtung sperrt. Die Rastverbindung wird dabei insbesondere
durch Keilnuten, in die federbelastete Rastkeile eingreifen, gebildet.
Die Rastverbindung kann vorzugsweise zwischen der Widerlagerplatte
und der Zugstange wirken. Die Zugstange kann jedoch auch durch andere
geeignete Mittel derart in dem Verbindungssystem gehalten werden,
daß die
freien Enden des Schubkurbetriebs nicht voneinander wegbewegt werden.
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Insbesondere
um ein Lösen
der Verbindung des Rohrs nach Einziehen des Rohrs zu ermöglichen,
ist die Sperrung der Rastverbindung vorzugsweise lösbar ausgebildet.
Dies kann beispielsweise durch Mittel zum Herausziehen der Rastkeile
aus den Keilnuten erfolgen oder durch eine Möglichkeit, die Rastverbindung
einfach in ihre Einzelteile zu zerlegen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist die Zugstange an ihrem Umfang Keilnuten auf,
in die mindestens ein federbelasteter, verschiebbar an der Widerlagerplatte
gehaltener Rastkeil eingreift. Die radial in Richtung auf die Keilnut wirkende
Federbelastung des Rastkeils wird dabei in besonders bevorzugter
Weise durch einen endseits an dem Rastkeil angreifenden, die Zugstange
umgreifenden O-Ring erzeugt. Der Rastkeil kann als teilringförmiges Element
ausgebildet sein, der in eine umlaufende Keilnut der Zugstange eingreifen
kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
die Widerlagerplatte am breiteren Ende eines Aufweitkopfes vorgesehen.
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Das
zweite, zur Anlage an der Widerlagerplatte ausgebildete Ende des
Schubkurbeltriebs ist gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
als die Zugstange umgreifender Ring ausgebildet. Dadurch wird die
Stabilität
des Schubkurbeltriebs erhöht.
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Das
erfindungsgemäße Verbindungssystem kann
sowohl beim Einziehen eines Rohres als auch beim Einschieben eines
Rohres eingesetzt werden. Mit Zugbewegungen werden im Zusammenhang
mit dieser Beschreibung auch Schubbewegungen bezeichnet. Beim Einziehen
des Rohres ist die Zugstange vorzugsweise als die Widerlagerplatte
durchgreifend ausgebildet. Beim einschiebenden Einsatz des Verbindungssystems
ist die Zugstange vorzugsweise endseits an die Widerlagerplatte
anschließend
angeordnet.
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Das
Verbindungssystem wird insbesondere zum Verbinden des Rohrs mit
einem Zug- oder Schubgestänge
oder einem Zugseil bzw. einer Zugkette verwendet. Die Zugstange
kann jedoch auch zur Verbindung mit anderen, eine Zug- oder Schubkraft
auf die Zugstange bewirkenden Zug- oder Schubvorrichtungen ausgebildet
sein.
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Die
Erfindung umfaßt
zudem ein Verfahren zum Verbinden eines in das Erdreich einzuziehenden Rohrs
mit einem Gestänge,
bei dem ein erstes Ende eines mit dem Gestänge verbundenen Schubkurbeltriebs
auf ein zweites Ende zu bewegt wird, um eine Auslenkung eines Teils
des Schubkurbeltriebs herbeizuführen,
die eine Klemmung des Schubkurbeltriebs in dem Rohr bewirkt. Vorzugsweise
wird das erste Ende des in das Rohr eingeschobenen Schubkurbeltriebs
entlang der Längsachse
des Rohres auf das zweite Ende zubewegt. Dabei wird vorzugsweise ein
Teil des Schubkurbeltriebs radial zur Rohrlängsachse ausgelenkt. Vorzugsweise
wird ein eine erste Stange des Schubkurbeltriebs mit einer zweiten Stange
des Schubkurbeltriebs verbindendes Gelenk radial ausgelenkt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird die Bewegung des ersten Endes auf das zweite Ende durch eine Zugbewegung
des Gestänges
bewirkt. Dadurch kann bei einem eingeschobenen, lose in dem einzuziehenden
Rohr gehaltenen Verbindungssystem die Verbindung in einfacher Weise
durch die ohnehin durchzuführende
Bewegung des Gestänges
(Zug) erzeugt werden.
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Nachfolgend
wird eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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In
der einzigen Figur der Zeichnung wird ein Querschnitt durch das
Verbindungssystem dargestellt.
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Das
einzuziehende Rohr 1 ist in eine Stützhülse 2 des Verbindungssystems
eingeschoben und liegt an der Widerlagerplatte 3 an. Eine
relativ zur Widerlagerplatte 3, axial bewegliche Zugstange 4 durchgreift
die Widerlagerplatte 3 in ihrem Mittelpunkt.
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Zugrichtungsseitig
sind an der Widerlagerplatte 3 ein zweiteiliger Keilnutring 5 vorgesehen. Dieser
zweiteilige Keilnutring 5 wird durch einen elastischen
O-Ring 6, der den Keilnutring 5 endseitig umgreift,
radial einwärts
federbelastet. Keilnutring 5 und O-Ring 6 sind
durch einen Schutzdeckel 11 gegen Verschmutzung geschützt. Die
Zugstange 4 weist an ihrem Umfang Keilnuten 12 auf.
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Ein
Schubkurbeltrieb besteht aus Hebeln 8 und Schwenkbacken 9.
Die Hebel 8 und die Schwenkbacken 9 sind jeweils über Gelenke 13 zu einem
Schubkurbeltrieb miteinander verbunden. Das erste Ende des Schubkurbeltriebs
ist über
einen Schwenkbackenhaltering 10 fest mit der Zugstange 4 verbunden.
Das zweite Ende des Schubkurbeltriebs wird durch einen die Zugstange 4 umgreifenden
Hebelring 7 gebildet.
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Um
das Rohr 1 mit einer nicht dargestellten Zugvorrichtung
mittels der Zugstange 4 zu verbinden und in Pfeilrichtung
A in das umgebende Erdreich einzuziehen, wird das Rohr 1 in
die Stützhülse 2 eingeschoben.
Anschließend
wird die Zugstange 4 in Zugrichtung (Pfeilrichtung A) bewegt.
Dadurch wird das erste Ende des Schubkurbeltriebs (Schwenkbackenhaltering 10)
auf das zweite Ende des Schubkurbeltriebs (Hebelhaltering 7)
zu bewegt. Durch diese Bewegung werden die Gelenke 13 radial
in bezug auf die Zugstangenachse 4 nach außen bewegt.
Dadurch werden die am Ende der Schwenkbacken vorgesehenen Klemmbacken
in Richtung auf das Rohr 1 bewegt und verklemmen das Rohr 1 mit
dem Verbindungssystem. Die Klemmwirkung wird insbesondere dann unterstützt, wenn
die Klemmbacken nicht nur durch radiale Krafteinwirkung auf das
Rohr 1 eine Klemmwirkung erzeugen, sondern auch eine Klemmwirkung
zwischen den Klemmbacken und der Stützhülse 2 erzeugt wird.
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Durch
die Bewegung der Zugstange in Pfeilrichtung A werden die Keilnuten 12 am
Umfang der Zugstange 4 an den Rastkeilen 5 vorbei
bewegt. Die Rastkeile bewirken eine Sperrung einer axialen Bewegung
der Zugstange entgegen der Pfeilrichtung A. Hierdurch wird verhindert,
dass das erste Ende des Schubkurbeltriebs vom zweiten Ende fort
bewegt und dadurch die Klemmung des Rohrs aufgehoben wird. Dadurch
kann das Rohr in besonders bevorzugter Weise sowohl in Pfeilrichtung
A als auch entgegen der Pfeilrichtung A bewegt werden, ohne dass
die feste Verbindung des Rohrs mit dem Verbindungssystem und der
Zugstange aufgehoben wird.