DE3306046A1 - Einrichtung zum steuerbaren vorpressen von rohren zur herstellung eines unterirdischen rohrvortriebes - Google Patents

Description

• Einrichtung zum steuerbaren Vorpressen von Rohren zur
• Herstellung eines unterirdischen Rohrvortriebes Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum steuerbaren Vorpressen von Rohren zur Herstellung eines unterirdischen Rohrvortriebes, bestehend aus einem Abstützrohr, an dessem Kopfende ein Steuerkopf angelenkt ist, der mittels im Kopfbereich des Abstützrohres angeordneter Steuerzylinder verschwenkbar ist, für die eine startgrubenseitig installierte Betätigungsvorrichtung vorgesehen ist, sowie mit einem Bohrwerkzeug, einer Einrichtung zur Erzeugung eines Richtstrahles, einer Zielscheibe und einer Einrichtung zur Auswertung dieser Zielscheibe.
• Bei dem Erfordernis, zielgenau unterirdisch zu bohren, werden bislang hochkomplizierte, mit einem Laserstrahl arbeitende Steuereinrichtungen eingesetzt, bei denen im Bereich der hier betroffenen unbegehbaren Rohrdurchmesser im Kopfbereich des Abstützrohres ein kompletter Steuerstand mit Meßinstrumenten und der Zielscheibe untergebracht wird, wobei auf die Scheibe durch die Rohre hindurch von der Startgrube aus ein Laserstrahl gerichtet wird. Der Steuerstand und die Zielscheibe mit dem Auftreffpunkt des Laserstrahles werden dabei laufend von einer ebenfalls im Kopfbereich des Abstützrohres untergebrachten kleinen Kamera fotografiert und in Art eines FernseX bildes in die Startgrube übertragen, wo praktisch ein zweiter Steuerstand existiert, an dem dann von der Bedienungsperson unter Auswertung des Fernsehbildes die erforderlichen Steuervorgänge für den Steuerkopf ausgelöst werden. Diese Einrichtung arbeitet mit der gewünschten Zielgenauigkeit, ist jedoch so teuer, daß ihre Anschaffung für kleine und mittlere Tiefbauunternehmen nicht in Betracht kommt. Darüberhinaus erfordert schon vom Prinzip her diese Art der Steuerung einen Mindestdurchmesser für die Rohre, der bei ca. 500 mm liegt.
• Bei kleineren Rohrdurchmessern ist die Unterbringung der verschiedenen Aggregate vor Ort im Kopfbereich des Abstützrohres nicht mehr möglich.
• Es sind ferner nichtsteuerbare Einrichtungen zum Vorpressen von Rohren zur Herstellung eines unterirdischen Rohrvertriebes für den Rohrdurchmesserbereich von ca. 300 - 500 mm bekannt, bei denen in einem vorderen, zur Einrichtung gehörenden Abstützrohr sowie durch Anstückelung im Rahmen des Vortriebes auch später in den nachfolgenden zu verlegenden Rohren eine den Rohrdurchmesser im wesentlichen ausfüllende Bohr-Förder-Schnecke vorgesehen ist, die vorderseitig ein Bohrwerkzeug trägt. Mit dieser Einrichtung wird nach dem sogenannten Preßbohrverfahren mit Bodenentnahme gearbeitet. Das Bohrwerkzeug bohrt das Erdreich auf und die Schnecke transportiert den Boden zurück zur Startgrube.
• Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die es bei erheblich verringertem baulichen Aufwand gestattet, auch in kleineren Rohrdurchmesserbereichen als bisher gesteuert zielgenau Rohre vorpressen zu können.
• Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß in dem Abstützrohr an dessen Boden versetzt zu einer Bohr-Förder-Schnecke im Steuerkopf eine im Verhältnis zum Abstützrohrdurchmesser kleindurchmessrige Förderschnecke angeordnet ist und in dem dadurch freigegebenen oberen Raumbereich des Abstützrohres die Zielscheibe angeordnet ist, auf deren Mitte die Einrichtung zur Erzeugung des Richtstrahles ausgerichtet ist, wobei die Zielscheibe durch eine baugrubenseitig vorgesehene Einrichtung zur optischen oder elektrischen Auswertung ausgewertet wird.
• Das Vorsehen der im Verhältnis zum Abstützrohrdurchmesser und natürlich auch im Verhältnis zum Rohrdurchmesser der nachfolgenden, verlegten Rohre kleindurchmessrigen Förderschnecke bewirkt zwar das Erfordernis der Verwendung eines gesonderten Hüllrohres für diese Förderschnecke, doch erhält man andererseits dafür im oberen Raumbereich des Abstützrohres und der nachfolgend verlegten im Erdreich verbleibenden Rohre so viel Raum, daß hier in einem Rohrdurchmesserbereich bis mindestens hinunter zu 250 mm zielgenau und gesteuert gearbeitet werden kann, weil in diesem oberen Raumbereich noch eine Zielscheibe unterzubringen ist, für die dann in der Startgrube eine Einrichtung zur Erzeugung eines Richtstrahles vorgesehen wird, sowie ferner startgrubenseitig eine Einrichtung zur optischen oder elektischen Auswertung der Zielscheibe.
• Es ist insbesondere für die etwas größeren Rohrdurchmesserbereiche des hier in Frage stehenden Gesamtrohrdurchmesserbereiches ohne weiteres möglich, die gesonderte versetzte Förderschnecke im Bodenbereich mit einem entsprechend kräftig dimensionierten Antrieb zu versehen und von ihrem vorderen Ende aus über einen kleinen Getriebezug die im Steuerkopf befindliche Bohr-Förder-Schnecke anzutreiben.
• Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Ausführungsform, bei der die Bohr-Förder-Schnecke im Steuerkopf und die Förderschnecke im Bodenbereich des Abstützrohres jeweils mit eigenen, gesonderten Antriebsaggregaten ausgerüstet sind.
• Dies stellt nämlich sicher, daß die ja häufig im Rahmen des Vortriebes doch sehr lang werdende, sich über den Boden der Rohre erstreckende Förderschnecke besonders klein dimensioniert werden kann, weil sie nicht auch noch die Bohrkraft übertragen muß. Dies führt dazu, daß -man mit dieser Ausgestaltung in Rohrdurchmesserbereiche bis hin zu 200 mm heruntergehen kann und damit schon in den Bereich kommt, in dem üblicherweise nach dem sogenannten Verdrängungsbohrverfahren gearbeitet wird, bei dem beim Vortrieb Boden nicht mehr aufgebohrt und zur Startgrube hin entnommen wird, sondern lediglich über keilförmige Vortriebsköpfe das Erdreich nach außen verdrängt wird.
• Gemäß einer baulich besonders einfachen Ausführungsform ist eine von einer Lichtquelle ausgeleuchtete Zielscheibe vorgesehen, wobei zu deren Auswertung ein Theodolit verwendet wird, der ortsfest in der Startgrube installiert ist und der zusammen mit der Ausrichtung seines Fadenkreuzes auf die Zielscheibenmitte den Richtstrahl vorgibt.
• Nach einer weiteren vorteilha-ften Ausgestaltung ist die Einrichtung zur Erzeugung des Richtstrahles ein Lasergerät und als Zielscheibe ist eine den Laserstrahl reflektierede Scheibe vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltung genügt für die Auswertung der Zielscheibe ein Fernglas.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, als Zielscheibe für den Laserstrahl eine sogenannte aktive Zielscheibe zu verwenden,eine solche also, die in ein Rasterfeld mit für jedes Rasterfeld vorgesehenen, auf den Laserstrahl ansprechenden impulsgebenden Elementen wie z. B. Dioden bestückt ist. Der geschaffene Freiraum sowie die Tatsache, daß das umgebende Abstützrohr sowie die nachfolgenden Rohre sich ja nicht drehen, machen es problemlos möglich, von einer derartigen Zielscheibe aus auch einen relativ kräftigen Steuerleitungsstrang zur Startgrube zurückzuführen und hier die Steuerleitungen mit einer Auswerteinrichtung zu verbinden, die ihrerseits dann für eine automatische Betätigung der Betätigungseinrichtung für die Steuerzylinder Sorge trägt.
• Ausführungsformen derartiger Einrichtungen werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.
• Es zeigen Figur 1 eine Schemadarstellung einer derartigen Einrichtung mit Darstellung des Abstützrohres in Schnittdarstellung, Figur 2 eine Draufsicht auf eine aktive Laserstrahlzielscheibe.
• In figur 1 ist ein Abstützrohr 1 gezeigt, an dessem Kopfende über nicht dargestellte Gelenke ein Steuerkopf 2 angeln} ist, für dessen Betätigung im Kopfbereich des Abstützrohres 1 Steuer zylinder 3 befestigt sind, die über eine startgrubenseitig installierte Betätigungseinrichtung zu steuern sind.
• Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich in dem Steuerkopf 2 eine vorderseitig ein Bohrwerkzeug tragende Bohr-Förder-Schnecke 4, die einen eigenen, aus einem Getriebe 5 und einem Elektromotor 6 bestehenden Antrieb aufweist, die im Kopfbereich des Abstützrohres 1 untergebracht sind. Die Leitungen für den Elektromotor 6, die Steuerzylinder 3 sowie für weitere noch nachfolgend zu beschreibende Funktionselemente im Kopfbereich des Antriebsrohres 7 können in einem sowohl außenseitig wie auch innenseitig am Abstützrohr 1 mitzuführenden Kabelkanal 7 untergebracht sein.
• In dem Abstützrohr 1 ist im Bodenbereich, versetzt zu der Bohr-Förder-Schnecke 4 im Steuerkopf 2 eine gesonderte, von einem Hüllrohr 8 umgebene Förderschnecke 9 vorgesehen, die sich im Verlaufe des Vortriebs durch entsprechende Anstükkelung naturgemäß auch durch die dem Abstützrohr 1 nachfolgenden, verlegten Rohre erstreckt. Die Förderschnecke 9 fördert entnommenen Boden zur Startgrube. Sie hat ein eigenes Antriebsaggregat 10 und sie kann, da sie keine Bohrkraft zu übertragen hat, sehr klein bemessen werden, so daß sie insbesondere im Verhältnis zum Abstützrohrdurchmesser kleindurchmessrig zu halten ist und hierdurch im Abstützrohr 1 und auch in den nachfolgenden Rohren ausreichend Freiraum für die Einrichtungen zur zielgenauen Steuerung verbleibt.
• Hierzu ist im dargestellten Ausführungsbeispiel im Kopfbereich des Abstützrohres 1 in diesem oberen Freiraum eine Zielscheibe 11 befestigt, die entweder vorderseitig von einer Lampe 12 mit ihren Markierungen ausgeleuchtet werden kann, oder aber die transparentausgebildet ist und dann von einer hinter ihr angeordneten, als Alternative in Figur 1 strichpunktiert angedeuteten Lampe ausgeleuchtet werden kann. Die so ausgeleuchtete Zielscheibe 11 kann in einfacher Weise durch einen ortsfest startgrubenseitig installierten Theodoliten 13 betrachtet und damit ausgewertet werden, wobei bei dieser Ausführungsform die Ausrichtung des Fadenkreuzes des Theodoliten auf die Mitte der Zielscheibe 11 den Richtstrahl vorgibt. Verläßt dann das Abstützrohr 1 den gewünschten, geraden, zielgenauen Weg, wandert die Zielscheibenmitte aus dem Fadenkreuz des Theodoliten, so daß dann über die Betätigungsvorrichtung der Steuer zylinder 3 beispielsweise von Hand nach Richtung und Größe der Steuerkopf 2 zur Gegensteuerung verschwenkt werden kann.
• Es besteht ferner die Möglichkeit, zur Erzeugung des Richtstrahles ein baugrubenseitig zu installierendes Lasergerät zu verwenden. In einem solchen Fall ist die Zielscheibe dann eine den Laserstrahl reflektierende Scheibe, so daß der Laserpunkt auf der Zielscheibe gut sichtbar ist. In einem solchen Fall genügt zur optischen Auswertung die Verwendung eines Fernglases, wobei allerdings auch in diesem Fall zweckmäßig zur besseren Sichtbarkeit die Zielscheibe mittels einer entsprechenden Lampe noch an- oder ausgeleuchtet wird.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, eine Zielscheibe 11', wie sie in Figur 2 dargestellt ist, zu verwenden. Es handelt sich dabei um eine sogenannte aktive Zielscheibe, die in einzelne Rasterfelder 14 unterteilt ist, wobei jedem Rasterfels 14 im Sinne der Sensorfunktion der Zielscheibe eine Fotodiode 15 zugeordnet ist.
• Es können hier auch Fotowiderstände oder Fototransistoren eingesetzt werden. Jedes Rasterfels löst somit, wenn es vom Laserstrahl getroffen wird, ein elektrisches Signal aus.
• Die zugehörige an die Zielscheibe 11a angeschlossene Steuerleitung kann durch den vorhandenen Kabelschacht 7 zur Startgrube geführt werden und kann in dieser mit einem strichpunktiert in der Startgrube angedeuteten Auswerter 16, beispielsweise einem Rechner, verbunden werden, der dann seinerseits, wenn entsprechende Steuerimpulse von aus der Zielscheibenmitte entfernt liegenden Rasterfeldern vorliegen, automatisch die Gegensteuerung des Steuerkopfes 2 über die Ingangsetzung der startgrubenseitigen Betätigungsvorrichtung für die Steuerzylinder 3 veranlasst.
• Das Vorpressen des Abstützrohres 1 geschieht im übrigen in der üblichen Weise mittels eines Preßrahmens und einer in der Startgrube installierten Preßwand.
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Claims (5)

1. Patentansprüche 1 Einrichtung zum steuerbaren Vorpressen von Rohren zur Herstellung eines unterirdischen Rohrvortriebes, bestehend aus einem Abstützrohr, an dessen Kopfende ein Steuerkopf angelenkt ist, der mittels im Kopfbereich des Abstützrohres angeordneter Steuerzylinder verschwenkbar ist, für die eine startgrubenseitig installierte Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, sowie mit einem Bohrwerkzeug, einer Einrichtung zur Erzeugung eines Richtstrahles, einer Zielscheibe und einer Einrichtung zur Auswertung der Zielscheibe, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in dem Abstützrohr (1) an dessen Boden versetzt zu einer Bohr-Förder-Schnecke (4) im Steuerkopf (2) eine im Verhältnis zum Abstützrohrdurchmesser kleindurchmessrige Förderschnecke (8, 9) angeordnet ist und in dem dadurch freigegebenen oberen Raumbereich des Abstützrohres (1) die Zielscheibe (11, 11a) angeordnet ist, auf deren Mitte die Einrichtung zur Erzeugung des Richtstrahles ausgerichtet ist, sowie gekennzeichnet durch die Verwendung einer startgrubenseitig vorgesehenen Einrichtung zur optischen (14) oder elektrischen (16) Einrichtung für die Zielscheibenauswertung.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohr-Förder-Schnecke (4) im Steuerkopf (2) und die Förderschnecke (8, 9) im Bodenbereich des Abstützrohres (1) jeweils eigene, gesonderte Antriebsaggregate (5, 6) und (10) aufweisen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einer Lichtquelle (12) an- oder ausgeleuchtete Zielscheibe (11) vorgesehen ist und zu ihrer Auswertung ein Theodolit (13) verwendet wird, dessen ortsfeste startgrubenseitige Installation zusammen mit der Ausrichtung seines Fadenkreuzes auf die Zielscheibenmitte den Richtstrahl vorgibt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Richtstrahles ein Lasergerät ist, als Zielscheibe eine den Laserstrahl reflektierende Scheibe vorgesehen ist und für die optische Auswertung der Zielscheibe ein Fernglas verwendet wird.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Richtstrahles ein Lasergerät ist und eine Zielscheibe (11a) vorgesehen ist, die in Rasterlelder (14) unterteilt ist, wobei jedem Rasterfeld ein auf den Laserstrahl ansprechendes, hierdurch Impulse erzeugendes Sensorelement (15) zugeordnet ist, wobei die entsprechenden Steuerimpulsleitungen zur Startgrube geführt und hier mit einer die Betätigungseinrichtung der Steuer zylinder (3) steuernden Auswerteinrichtung (16) verbunden sind.