DE3000816C2 - Vorrichtung zum Lösen des Bodens beim Vorspressen von Rohren - Google Patents

Description

wobei das Schneidrad mit Hilfe der Antriebsvorrichtung intermittierend antreibbar ist und über die Abstützeinrichtung an einer bereits verlegten Rohrtour abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (2) als Schwungmasseantriebsvorrichtung mit Antriebsmotor (10) ausgeführt ist,

deren Schwungmasse (11) und Antriebsmotor (10) im Bereich des Schneidradumfanges und damit Rohrumfanges angeordnet sind,

und daß die über den Antriebsmotor (10) bewegte Schwungmasse (11) mit Hilfe einer Kupplung (13) an das Schneidrad (1) ankuppelbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungmasse (11) in einer umlaufenden Ringkammer (14) des Schneidrades (1) angeordnet und der Antriebsmotor (10) als Elektromotor ausgeführt ist

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Schwungmasse (11) als Rotor eine.» Lineir-notors ausgeführt ist, dessen Stator (15) stationär angeordnet und mit der Abstützeinrichtung (3) verbunden ist

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungmasse (11) als lediglich hin- und herbewegte Hammerschwungmasse ausgeführt ist und über einen Anschlag als Kupplung (13) auf das Schneidrad (1) arbeitet

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungmasse (11) als umlaufende Schwungmasse ausgeführt und über eine Reibungskupplung oder eine Formschußkupplung (13) an das Schneidrad (1) ankuppelbar ist

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Antriebsvorrichtung (2) stationär angeordnet und mit der Abstützeinrichtung (3) an der bereits verlegten Rohrtour (4) abgestützt ist, und daß zwischen der Schwungmasse (11) und der Antriebsvorrichtung (2) eine Lageranordnung, vorgesehen ist.

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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung zum Lösen des Bodens beim Vorpressen von Rohren, — mit

Schneidrad,

Antriebsvorrichtung und"
Abstützeinrichtung,

wobei das Schneidrad mit Hilfe der Antriebsvorrichtung intermittierend antreibbar ist und über die Abstützeinrichtung an einer bereits verlegten Rohrtour abgestützt ist.

Das Schneidrad ist im allgemeinen, aber nicht notwendig, mit Schneidzähnen besetzt Es versteht sich von selbst, daß bei solchen Vorrichtungen die Bewegungsreaktionen des Schneidrades über die Abstützeinrichtung in die bereits verlegte Rohrtour eingeleitet werden und von diesem und/oder dem umgebenden Boden (in den sie per Mantelreibung der Rohrtour oder über Leitflossen einfließen) aufgenommen werden müssen.

Bei der (aus der Praxis) bekannten Ausführungsform einer gattungsgemäßen Vorrichtung bewirkt die Antriebsvorrichtung einen unmittelbaren Antrieb des Schneidrades, und zwar mit Umsteuerung für eine oszillierende Drehbewegung des Schneidrades um eine mit der Rohrachse zusammenfallende Schneidradachse. Da alle Bodenwiderstände durch die Antriebskraft überwunden werden müssen, ist der Antrieb sehr stark auszulegen, was nachteilig ist Das Aggregat aus Antriebsmotor und Getriebe wird voluminös, zumal auch noch Stützkonstruktionen erforderlich sind. Das wiederum hat zur Folge, daß eine erhebliche Beschränkung des in der Vorrichtung freien Raumes in Kauf genommen werden muß. Ein ausreichender freier Raum ist jedoch erforderlich, weil der Tnnenraum der Vorrichtung von der angeschlossenen, bereits vorgepreßten Rohrtour her begehbar sein muß. Hinzu kommt daß über den freien Raum auch der gelöste Boden abgeführt werden muß, was zumindest dann, wenn im Spülverfahren gearbeitet wird, Platz für zusätzliche Rohrleitungen und Installationen erforderlich macht. Die bekannte gattungsgemäße Ausführungsform ist daher nicht mehr praktikabel, wenn es sich um das Vorpressen von Rohren verhältnismäßig kleinen Durchmessers handelt — Im übrigen ist zum Stand der Technik noch folgendes zu bemerken:

Die gattungsgemäße Vorrichtung gehört technologisch in den allgemeinen Zusammenhang der Herstellung einer Rohrleitung unter der Oberfläche, wobei von einer Vorpreßgrube aus vorgefertigte Rohre (Stahlbeton-, Eternit- oder Stahlrohre) mit zumeist kreisförmigem Querschnitt durch hydraulisches Pressen in etwa horizontaler Richtung in den Boden gepreßt werden. Am Kopf des Vortriebes muß der Boden im Innern des Rohrquerschnittes gelöst und nach rückwärts gefördert werden. Am rückwärtigen Ende des Rohres oder einer bereits verlegten Rohrtour, d. h. in der Vorpreßgrube, werden die sogenannten Vorpreßpressen nach Erreichen ihrer vollen Hubhöhe jeweils wieder eingefahren und ein neues Rohr wird angesetzt, gegen das nun die Pressen erneut die gesamte schon verlegte Rohrtour vordrücken. Für das Lösen des Bodens an der Ortsbrust wird die gattungsgemäße Vorrichtung eingesetzt. Es sind aber auch andere gattungsfremde Vorrichtungen für diesen Zweck bekannt So kennt man auch eine Vorrichtung zum Lösen des Bodens beim Vorpressen von Rohren, die mit einem Schneidkopf arbeitet, der sich an einem schwenkbaren Arm befindet (Teilschnittmaschine). Während bei der gattungsgemäßen Ausführungsform das Schneidrad auch eine Stützung der Ortsbrust übernimmt, kann bei dieser bekannten Vorrichtung der Schneidkopf nur das Lösen des Bodens durchführen, nicht aber eine Stützung der Ortsbrust bewirken. Auch bei dieser Vorrichtung muß das für das Schneiden erforderliche Antriebsmoment des Schneidkopfes von einem aufwendigen Antriebsaggregat erzeugt werden, für das die oben bereits beschriebenen Nachteile gelten.

Im übrigen ist zu beachten, daß in wasserführenden

Böden häufig, um das Eindringen von Grundwasser zu vermeiden, das Vorpreßrohr auf ganzer Länge oder auf einer Teillänge unter Druckluft gesetzt wird oder die Ortsbrust durch eine Flüssigkeit gestützt werden muß. Hier werden sogenannte Hydroschilde eingesetzt oder es wird entsprechend mit thixotroper Flüssigkeit gearbeitet Die Stützung der Ortsbrust durch eine solche Flüssigkeit erfordert eine Abkammerung mit erhöhtem Druck. Das Vorpreßrohr hinter der Druckkammer bleibt unter atmosphärischem Druck. Der in der ι ο Kammer gelöste Boden wird im Spülverfahren aus der Kammer nach rückwärts gefördert Treten Hindernisse im Boden auf, welche die Spülleitung nicht passieren kann, so muß die Stützflüssigkeit in der Kammer kurzfristig abgelassen werden muß, ein Mannloch in der Rückwand der Kammer wird geöffnet und das Hindernis wird von einem einsteigenden Mann entfernt Das ist ein weiterer Grund, weshalb bei der gattungsgemäßcn Vorrichtung auch der Innenraum vor dem Schneidrad begehbar sein muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiter auszubilden, daß der Antrieb des Schneidrades auf einfache Weise und unter Verzicht auf voluminöse Antriebsaggregate, die den freien Raum erheblich beschränken, durchgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Antriebsvorrichtung als Schwungmasseantriebsvorrichtung mit Antriebsmotor ausgeführt ist,

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deren Schwungmasse und Antriebsmotor im Bereich des Schneidradumfanges und damit des Rohramfanges angeordnet sind,

und daß die über den Antriebsmotor bewegte J5 Schwungmasse mit Hilfe einer Kupplung an das Schneidrad ankuppelbar ist

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Schwungmasse in einer umlaufenden Ringkammer des SchrHdrades angeordnet und darin gleichsam gekapselt, so daß sie nicht verschmutzen kann. Der Antriebsmotor ist zweckmäßigerweise als Elektromotor ausgeführt, wobei mit einem Elektromotor mit verhältnismäßig kleinem Drehmoment und kleiner Leistung gearbeitet werden kann, weil die Schwungmasse allmählich beschleunigt und in Schwung gesetzt wird. Die Ringkammer kann sich über den gesamten Umfang des Schneidrades erstrecken, wenn die Schwungmasse rotierend umlaufend angetrieben wird, oder kann sich auch nur über einen Teil des Schneidradumfanges erstrecken, wenn die Schwungmasse eine hin- und hergehende Bewegung durchführt Um auf einfache Weise und raumsparend den Antrieb zu bewirken, ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungmasse als Rotor eines Linearmotors ausgeführt ist, dessen Stator stationär angeordnet und mit der Abstützeinrichtung verbunden ist

Wie oben bereits angedeutet kann die Schwungmasse sowohl als lediglich hin- und hergehende Hammerschwungmasse als auch als rotierende Schwungmasse ausgeführt werden, z. B. nach Art einer Spindelpressen-Schwungmasse. Spindelpressen mit Schwungmassenantrieb sind seit vielen Jahrzehnten bekannt, haben jedoch die Probleme der Gestaltung von Vorrichtungen zum Lösen des Bodens beim Vorpressen von Rohren bisher nicht beeinflußt

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in diesem Zusammenhang dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungmasse als lediglich hin- und herbewegte Hammei schwungmasse ausgeführt und über einen Anschlag, der als Kupplung dient, auf das Schneidrad arbeitet Der Anschlag kann ein- und ausfahrbar sein. Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in diesem Zusammenhang dadurch gekennzeichnet, dall die Schwungmasse als nach Art einer Spindelpressen-Schwungmasse umlaufende Schwungmasse ausgeführt und über eine Reibungskupplung oder über eine Formschußkupplung an das Schneidrad ankuppeibar ist Jedenfalls wird man im allgemeinen die Antriebsvorrichtung gegenüber der Schwungmasse stationär anordnen und mit der Abstützeinrichtung an der bereits verlegten Rohrtour abstützen, wobei zwischen Schwungmasse und der Antriebsvorrichtung eine Lageranordnung vorgesehen ist

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Innenraum des Schneidrades und damit des Rohrkopfes der verpreßten Rohrtour von Antrwbsaggregaten und deren Stützkonstruktion praktisch frei ist so daß insbesondere der in kleinen Rohrdurchmessern ohnehin sehr beengte Raum für ein Begehen oder Bekriechen und für eine Förderleitung bei Verwirklichung eines Spülverfahrens voll zur Verfügung steht Im Rahmen der Erfindung kann das oben erwähnte Spülverfahren ebenso eingesetzt werden wie zur Stützung der Ortsbrust mit einer Druckkammer gearbeitet werden kann, in die eine Stützflüssigkeit eingeführt wird. Gerade bei der Ausführungsform mit Anschlag als Kupplung liegt es im Rahmen der Erfindung, die Anordnung so zu treffen, daß die Schwungmasse bei ihrem Kontakt mit dem Anschlag, der entsprechend gestaltet ist, ihre Umlaufbahn verläßt in Rohrlängsrichtung verschoben wird und hier auf eine Prallfläche trifft, so daß das Schneidrad auch einen Impuls in axialer Richtung erfährt Die schlagaufnehmenden Prallflächen können achsparallel verlaufen, sie können aber auch in einem Winkel zur Achsrichtung des Rohres gestellt sein, so daß dem Schneidrad auch auf diese Weise nicht nur ein Drehimpuls sondern gleichzeitig ein vortreibender hauptsächlich axial wirkender Impuls gegeben wird. 1st die Antriebsvorrichtung wie beschrieben gegenüber der Schwungmasse stationär angeordnet und mit der Abstützeinrichtung an der bereits verlegten Rohrtour abgestützt, so ist auch eine Steuerung des Schneidrades möglich, wenn die Abstützeinrichtung z. B. mit entsprechenden Steuer-Zylinder-Kolben-Anordnungen ausgerüstet wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung einen Axialschnitt durch sine erfindungsgemäße Vorrichtung.

Die in der Figur dargestellte Vorrichtung dient zum Lösen des Bodens beim Vorpressen von Rohren. Zum Aufbau der Vorrichtung gehören grundsätzlich

ein Schneidrad 1,

eine Antriebsvorrichtung 2 und

eine Abstutzeinrichtung 3.

Das Schneidrad 1 kann mit Hilfe der Antriebsvorrichtung 2 intermittiusnd angetrieben werden. Über die Abstützeinrichtung 3 ist es an einer bereits verlegten Rohrtour 4 abgestützt.

Das Ausführungsbeispiel zeigt eine bevorzugte

Ausführungsform der Erfindung, bei der der gelöste Boden im Spülverfahren abgespült wird. Dazu ist die Oftsbrust 3 unter Druckluft gesetzt und eine Trennwand 6 bildet die sogenannte Druckkammer 7. Die Spülleitungen 8,9 sind in die Druckkammer 7 ein- und aus dieser wieder herausgeführt.

Die Antriebsvorrichtung 2 ist als Schwungmasseantriebsvorrichtung mit Antriebsmotor 10 gestaltet. Die Schwungmasse 11 und der Antriebsmotor 10 sind im Bereich des Schneidradumfanges und damit des Rohrumfanges angeordnet. Folglich bleibt der gesamte Innenraum frei und begehbar, wozu in der schon erwähnten Trennwand 6 ein Mannloch 12 angeordnet ist. Die über den Antriebsmotor 10 bewegte Schwungmasse 11 kann mit Hilfe einer Kupplung 13 an das Schneidrad 1 angekuppelt werden. Eine solche Kupplung 13 ist in der Figur nur schematisch dargestellt worden.

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rungsform der Erfindung, bei der die Schwungmasse 11 in einer ganz oder teilweise umlaufenden Ringkammer 14 des Schneidrades 1 angeordnet ist. Der Antriebsmotor 10 ist nach der gezeichneten und bevorzugten Alisführungsform der Erfindung ein Elektromotor. Dabei mag die Schwungmasse 11 als Rotor eines Linearmotors ausgeführt sein, dessen Stator 15 gegen-5 Ober der Schwungmasse 11 stationär angeordnet und mit der Abstützeinrichtung 3 wie gezeichnet verbunden ist. Die Schwungmasse 11 kann aber auch als lediglich hin- und herbewegte Hammerschwungmasse ausgeführt sein, wobei dann ein Anschlag als Kupplung 13

in funktioniert, jedenfalls kann die Anordnung so getroffen werden, daß das Schneidrad 1 bei Aufnahme von Energie aus der Schwungmasse H nicht nur einen rotativen Bewegungsimpuls sondern auch einen axialen Bewegungsimpuls erfährt. Falls die Schwungmasse 11

r> als gleichsinnig umlaufende Schwungmasse nach Art einer Spindelpressenschwungmasse ausgeführt ist, so wird man sie im allgemeinen über eine Reibungskupplung oder eine Formschußkupplung an das Schneidrad 1 anliiipnelhar machen. Die Ahst(lt7pinrii^>hliin0en .1 «inri

:» im Ausführungsbeispiel Zylinder-Kolben-Anordnungen, so daß eine gewisse Steuerung des Schneidrades 1 möglich ist.

Hier/u I Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum Lösen des Bodens beim Vorpressen von Rohren, — mit

Schneidrad,

Antriebsvorrichtung und
Abstützeinrichtung,