DE3408244A1

DE3408244A1 - Einrichtung zum unterirdischen vorpressen von rohren

Info

Publication number: DE3408244A1
Application number: DE19843408244
Authority: DE
Inventors: Carl B. Bosse; Fritz 3060 Stadthagen Wehling
Original assignee: WITTE BOHRTECHNIK GmbH
Current assignee: WITTE BOHRTECHNIK GmbH
Priority date: 1984-03-07
Filing date: 1984-03-07
Publication date: 1985-09-12

Description

Einrichtung zum unterirdischen Vorpressen von Rohren
Die Erfindung betrifft eine nach dem Verdrängerprinzip arbeitende Einrichtung zum unterirdischen Vorpressen von Rohren, mit einem kegelig zulaufenden, am vorderen Ende eines Steuerrohres angeordneten Bohrkopf.
Derartige Einrichtungen werden zur Herstellung unterirdischer Rohrvortriebe eingesetzt. Sie sind durch Anordnung entsprechender Steuereinrichtungen in ihren neueren Ausführungen sogar schon zielgenau steuerbar. Nach dem Verdrängerprinzip arbeitende Einrichtungen werden insbesondere im kleineren Bereich bis zu 150 mm Rohrdurchmesser eingesetzt, naturgemäß nur dort, wo verdrängungsfähige und/oder spaltfähige Böden vorhanden sind.
Bei bekannten Einrichtungen der in Frage stehenden Art, seien sie nun gesteuert oder ungesteuert, befindet sich am vorderen Ende eines Steuerrohres, an das die zu verlegenden Rohre angekuppelt werden können und das durch ein startgrubenseitig installiertes Preßgestänge vortreibbar ist, ein Bohrkopf, der das Erdreich nach außen verdrängt. Es sind dabei Bohrköpfe in Form kleiner hin- und hergehend angetriebener Rahmen bekannt geworden, sowie ferner kegelig zulaufende Bohrköpfe die, oft noch mit korkenzieherartigen Verdrängergängen außenseitig versehen, drehend angetrieben sind. Bei beiden Versionen ist für die Anbringung des Bohrkopfes am Steuerkopf sowie für den Antrieb des Bohrkopfes ein relativ komplizierter Mechanismus erforderlich. Bei dem Bohrkopf in Form einer kleinen Ramme kann ferner der Stoßbetrieb mit seinen Erschütterungen insbesondere bei gesteuerten Einrichtungen zu einer negativen Beeinflussung der recht empfindlichen elektrischen oder elektronischen Steuereinrichtung führen. Bei dem drehend angetriebenen kegeligen Bohrkopf kann sich ein ganz erhebliches RUckdrehmoment einstellen, das sich über das Steuerrohr auf die angehängte Rohrtour überträgt und dadurch erhebliche Störungen sowohl gegebenenfalls bei der Steuerung der Einrichtung wie bei der Anordnung der Produktenrohre hervorruft.
Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau ein besonders funktionssicheres, störungsfreies Vorpressen der Rohre gewährleistet.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Bohrkopf längsgeteilt aus zwei Kegelmantelteilen gebildet ist, die zyklisch in einer Aufweitbewegung aufklappbar angetrieben sind. Es hat sich gezeigt, daß es durch das zyklische Aufweiten der beiden Kegelmantelteile zu einer sehr guten Verdrängung des angrenzenden Erdreiches kommt. Im Erdreich bildet sich ein Hohlraum, der das Nachschieben des angekoppelten Steuerrohrs mit daran angekoppeltem Produktenrohrstrang mit nur sehr geringer Vorschubkraft ermöglicht.
Die Aufweitbewegung als solche kann dabei in einer ruhigen, im wesentlichen stoßfreien Uffnungsbewegung der beiden Kegelmantelteile erfolgen, die bei diesem Aufklappen das Erdreich nach außen drücken. Aufgrund dieser Betriebsweise kommt es weder zu Stößen, die eine gegebenenfalls vorhandene Steuereinrichtung für das ziel genaue Arbeiten der Einrichtung beeinträchtigen, noch können sich irgendwelche Rückdrehmomente einstellen, die die vorstehend geschilderte negative Beeinflussung mit sich bringen können.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Einrichtung sind die beiden Kegelmantelteile im Bereich ihres vorderen Spitzenendes drehbar gelagert. Dies hat den besonderen Vorteil, daß die beiden Kegelmantelteile quasi als Schutzschalen selbst den Schutz des in ihnen liegenden Klappantriebes vor Verunreinigungen durch das Erdreich übernehmen können.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die beiden Kegelmantelteile in ihrem hinteren Bereich mit inneren Ansätzen an Kniehebeln angelenkt, die ihrerseits an der Kolbenstange eines im Steuerrohr angeordneten hydraulischen Kolbenzylinderaggregates angelenkt sind, dem ein Umsteuerventil zugeordnet ist. Diese Ausgestaltung des Klappantriebes des Bohrkopfes ist sowohl robust wie auch konstruktiv einfach und darüberhinaus in der Lage, auf dem kleinen hier zur Verfügung stehenden Raum die erforderlichen recht beträchtlichen Verdrängungskräfte zu entwickeln.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die beiden Kegelmantelteile über ihre Drehachsen hinaus jeweils mit zinkenförmagen Ansätzen verlängert, die für eine scherenartige Bewegung zueinander versetzt angeordnet sind. Auf diese Weise kommt es bei der Klappbewegung der Kegelmantelteile nicht nur zu einer Erdreichverdrängung an den Kegelmantelflächen. Die zinkenförmigen Ansätze an der Spitze des Bohrkopfes bewegen sich ebenfalls während der Klappbewegung und bewirken hier eine Auflockerung und wenn auch kleine Materialverdrängung, die doch dazu beiträgt, die Vorpreßkraft möglichst gering zu halten.
Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Einrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen Figur 1 den vorderen Bereich des Steuerrohres sowie einen Bohrkopf einer Einrichtung gemäß der Erfindung in schematisiertem Längsschnitt, Figur 2 einen Querschnitt durch die Drehlagerung des Bohrkopfes, Figur 3 eine vereinfachte Draufsicht auf das vordere Ende des Bohrkopfes.
Die nach dem Verdrängerprinzip arbeitende Einrichtung zum unterirdischen Vorpressen von Rohren beinhaltet ein von einem nicht dargestellten Preßgestänge aus einer Startgrube vortreibbares Steuerrohr 1, dessen vorderes Ende in Figur 1 dargestllt ist.
Am vorderen Ende des Steuerrohres 1 ist ein kegelig zulaufender Bohrkopf 2 angeordnet. Dieser Bohrkopf 2 ist nun längsgeteilt aus zwei Kegelmantelteilen 3 und 4 gebildet. Die beiden Kegelmantelteile 3 und 4 bilden gemeinsam einen Hohlkörper, in dem, sowie im vorderen Bereich des Steuerrohres 1, der Antriebsmechanismus für eine das Erdreich verdrängende Aufweitbewegung durch ein gegeneinander Aufklappen der beiden Kegelmantelteile 3 und 4 untergebracht ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierzu an einer Tragplatte 5 im Steuerrohr 1 zunächst ein hydraulisches Kolben-Zylinderaggregat 6 befestigt, dem ein Umsteuerventil 7 zugeordnet ist.Die Steuer- und Versorgungsleitungen führen in üblicher Weise durch das Steuerrohr 1 nach hinten und durch die an das Steuerrohr 1 je nach Länge des Vortriebes anzukuppelnden Produktenrohre in die Startgrube.
An der anderen Seite der Tragplatte 5 ist ein Lager- und Führungsbock 8 befestigt, in dem der Kulissenstein 9 eines Kniehebeltriebes geführt ist, dessen Kniehebel 10 einerseits an der Kolbenstange 11 des Kolben-Zylinderaggregates 6 sowie andererseits an inneren Ansätzen 12 der Kegelmantelteile 3 und 4 angelenkt sind.
An dem Lager- und Führungsbock 8 befindet sich vorderseitig eine bis in den Spitzenbereich des Bohrkopfes 2 reichende starre Tragsäule 13, deren Ende in Form einer Scheibe 14 ausgestaltet ist, in der ein Bolzen 15 festgesetzt ist, der mit seinen beidseitig seitlich über die Scheibe 14 hinausstehenden Bereichen als Drehlager für die beiden Kegelmantelteile 3 und 4 dient.
Zwecks gemeinsamer Drehlagerung auf dem Bolzen 15 zu beiden Seiten der Scheibe 14 sind an den beiden Kegelmantelteilen 3, 4 des längsgeteilten Bohrkopfes 2 jeweils beidseitig Flachbereicht in Form von Lagerscheiben 16 bzw. 17 angeformt, die, wie aus Figur 2 ersichtlich, ineinandergreifend zu beiden Seiten der Scheibe 14 der Tragsäule 13 auf dem Bolzen 15 gelagert sind.
Ferner sind an den beiden Kegelmantelteilen 3 und 4 über ihre ganze Längserstreckung im Bereich der Längsteilung Abflachungen 18, 19 gebildet, mit denen die beiden Kegelmantelteile 3 und 4 in ihrer Schließstellung ineinandergreifen.
Wie aus Figur 1 und insbesondere aus Figur 3 ersichtlich, sind ferner an den vorderen Enden der Kegelmantelteile 3 und 4 zinkenartige Ansätze 20 und 21 befestigt, die zur Bildung der eigentlichen Bohrkopfspitze nach vorne über die Lagerstelle auf dem Bolzen 15 vorstehen und die derart versetzt zueinander angeordnet sind, daß sie bei den Klappbewegungen des Bohrkopfes sich scherenartig gegeneinander bewegen.
Im Betrieb wird über das Umsteuerventil 7 das Kolben-Zylinderaggregat 6 zyklisch pulsierend auf beiden Seiten des Kolbens beaufschlagt, so daß es über dem Kniehebeltrieb zu einem zyklisch pulsierenden Aufklappen der beiden Kegelmantelteile 3 und 4 kommt, die in der Aufklapp-Phase das angrenzende Erdreich nach außen verdrängen, so daß sich in diesem ein Hohlraum bildet, in den hinein der Bohrkopf, das Steuerrohr und die angekuppelten Produktenrohre dann nach und nach in der üblichen Weise mit dem Preßgestänge vorgepreßt werden können.Das Vorpressen wird noch dadurch erleichtert, daß bei den zyklischen Bewegungen der Kegelmantelteile 3 und 4 das Erdreich auch im unmittelbar.en Spitzenbereich durch die zinkenartigen Ansätze 20, 21 aufgelockert und ein wenig verdrängt wird.

Claims

Patentanspriiche 1. Nach dem Verdrängerprinzip arbeitende Einrichtung zum unterirdischen Vorpressen von Rohren, mit einem kegelig zulaufenden, am vorderen Ende eines Steuerrohres angeordneten Bohrkopf, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Bohrkopf(2) längsgeteilt aus zwei Kegelmantelteilen (3 und 4) gebildet ist, die zyklisch in einer Aufklapbewegung antreibbar sind.
2. Einrichtung nach An-sruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelmantelteile (3 und 4) im Bereich ihres vorderen, schmaleren Endes drehbar gelagert sind.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kegelmantelteile (3 und 4) in ihrem hinteren Bereich mit inneren Sätzen (12) an Kniehebeln (10) angelenkt sind, die ihrerseits an der Kolbenstange (11) eines im Steuerrohr (1) angeordneten hydraulischen Kolbenzylinderaggregates (6) angelenkt sind, dem ein Umsteuerventil (7) zugeordnet ist.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kegelmantelteile (3, 4) über ihre Drehachsen (15) hinaus jeweils mit zinkenförmigen Ansätzen (20 und 21 verlängert sind, die für eine scherenartige Bewegung zueinander versetzt angeordnet sind.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Kegelmantelteilen (3 und 4) im Bereich ihres vorderen schmalen Endes flache Lagerscheiben (16 und 17) vorgesehen sind, die ineinandergreifend auf einer gemeinsamen Drehachse (15) angeordnet sind.
6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Kegelmantelteilen (3 und 4) im Bereich der Längsteilung des Bohrkopfes (2) sich Uber ihre Längserstreckung erstreckende Abflachungen (18 und 19) vorgesehen sind, mit denen die beiden Kegelmantelteile ineinandergreifen.
7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (15) für die beiden Kegelmantelteile (3 und 4) von einem mittig in einer Scheibe (14) gehaltenen Bolzen (15) gebildet ist, wobei die Scheibe am vorderen Ende einer starren Tragsäule (13) vorgesehen ist, die an dem Steuerlcopf(1) festgesetzt ist.
8. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragsäule (13) am vorderen Ende eines Lager- und Führungsbockes (8) befestigt ist, der seinerseits an dem Steuerrohr (1) befestigt ist und in dem ein Gleitstück (9), das am vorderen Ende der Kolbenstange (11) vorgesehen ist, geführt ist.