DE3412219C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine Vorrichtung zum unterirdischen Rohrvortrieb im Bereich unbegehbarer Rohrdurchmesser gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Bei derartigen bekannten Steuereinrichtungen (DE-GM 82 32 343) trägt der an das vordere Ende des Vortriebsrohres angelenkte Steuerkopf üblicherweise noch ein Werkzeug und es ist ihm eine Einrichtung zum Erfassen einer Kurs­ abweichung zugeordnet, die angibt, um wieviel er durch Auftreffen auf ein Hindernis aus der vorgegebenen Richtung herausgedrückt worden ist. Über eine der Verstelleinrichtung zugeordnete Fernsteuerung kann der Steuerkopf dann so verschwenkt werden, daß er die alte Zielrichtung wieder ansteuert.

Im Hinblick auf diese Fernsteuerung und die Einrichtung zum Erfassen einer Kursabweichung sowie insbesondere dann, wenn der Steuerkopf mit einem Bohrkopf zusammenwirkt, der nach dem Prinzip der Bodenentnahme arbeitet, wobei dann durch den Steuerkopf und das Vortriebsrohr und die angehängten Rohre ein Schneckenförderer zur Startgrube führt, sind den Rohrdurch­ messern nach unten aus räumlichen Gründen Grenzen gesetzt, die dazu führen, daß ein solcher unterirdischer Rohrvortrieb, beispielsweise im Bereich von Hausanschlüssen in der Größenordnung von etwa 150 mm, problematisch wird. Auch die Anordnung eines Zuleitungsschachtes für Steuer­ leitungen und dergleichen außenseitig am Rohrzug bringt wenig Hilfe und ist mit Problemen behaftet. Hinzu kommt, daß normalerweise eine kardanische Aufhängung des Steuerkopfes am vorderen Ende des Vortriebsrohres vorge­ sehen ist, wobei alle Schwenkachsen in die Mitte des dem Steuerkopf zuge­ ordneten Bohrkopfes gelegt sind. Diese Ausgestaltung führt in Verbindung mit dem Erfordernis der Unterbringung mehrerer Stellaggregate zu besonderen Raumproblemen.

Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die unter Beibehalt aller Vorteile eines gesteuerten Rohrvortriebes in einem besonders kleinen Rohr­ durchmesserbereich arbeiten kann.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1.

Durch die Anordnung des Schwenkgelenkes in Betriebslage der Vorrichtung entweder sohl- oder firstseitig zwischen Steuerkopf und Vortriebsrohr, also durch die Herauslegung des Schwenkpunktes aus der Mitte des Bohrkopfes wird in Verbindung mit der speziellen Winkelanordnung nur zweier Stell­ aggregate eine äußerst raumsparende Anordnung im Steuerkopf sowie im Vortriebsrohr ermöglicht, die einerseits vielgestaltige und für die Steuerung des Vortriebes voll ausreichende Schwenkmöglichkeiten für den Steuerkopf bietet und andererseits auch im Bereich so kleiner Rohrdurch­ messer wie beispielsweise 150 mm noch ausreichend Raum für die Unterbrin­ gung der Betätigungseinrichtungen, etwaiger Kurserfassungseinrichtungen sowie auch die Hindurchführung einer Förderschnecke beim Arbeiten nach dem Prinzip der Bodenentnahme ermöglicht, und zwar unter besonderer Berücksichtigung einer bezogen auf das Vortriebsrohr mittigen Anordnung von Bohrwerkzeug und gegebenenfalls Fördereinrichtung. Diese mittige Anordnung des Bohrwerkzeuges ist besonders dann wichtig, wenn das Bohr­ werkzeug aufgrund seiner Gestaltung in der Lage ist, mittelschwere Hindernisse so zu durchbohren, daß der ganze Rohrzug hindurchgepreßt werden kann, oder wenn zielgereicht am Ende des Vortriebes mit einem Bohrwerkzeug, beispielsweise einem Sammler, an den die Rohre anzu­ schließen sind, aufgebohrt werden soll.

Es ist dabei mit nur zwei Stellaggregaten möglich, dann, wenn beide Stell­ aggregate gleichzeitig betätigt werden, den Steuerkopf um das beispiels­ weise sohlseitig liegende Gelenk auf- und abzuschwenken, ihn also um eine horizontale Achse zu schwenken. Werden die beiden Stellaggregate gegen­ läufig betätigt, kommt es zum Verschwenken des Steuerkopfes um eine vertikale Schwenkachse. Wird eines der Stellaggregate stillgesetzt und das andere betätigt, verschwenkt der Steuerkopf um eine Schwenkachse, die einer gedachten Mittellinie durch das stillgesetzte Stellaggregat sowie dem sohlseitig liegenden Gelenkpunkt entspricht. Diese Verschwenk­ möglichkeiten reichen für eine sehr gute Steuerbarkeit des Rohrvortriebes völlig aus.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen einer derartigen Steuereinrichtung, die insbesondere auch Einzelheiten der Gelenkausbildung zur Gewährleistung der verschiedenen Schwenkmöglichkeiten bei einfachem konstruktiven Gelenk­ aufbau betreffen, sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Steuereinrichtung wird nach­ stehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Anlenkbereich von Vortriebsrohr und Steuerkopf einer derartigen Steuereinrichtung, von hinten auf den Steuerkopf gesehen,

Fig. 2 einen durch ein Stellaggregat der Steuereinrichtung gelegten Teillängsschnitt des Anlenkbereiches zwischen Vortriebsrohr und Steuerkopf,

Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch den das Schwenkgelenk beinhaltenden Anlenkbereich von Steuerkopf und Vortriebsrohr,

Fig. 4 eine vereinfachte Draufsicht auf das Schwenkgelenk zwischen Vor­ triebsrohr und Steuerkopf.

In den Fig. 2 und 3 ist jeweils die eine Hälfte des vorderen Endes eines Vortriebsrohres 1 gezeigt, in dem vorderseitig ein einen Außenkranz 3 aufweisender Steuer­ kopf 2 schwenkbeweglich gelagert ist. Hierzu ist in der bezogen auf den Einsatz im Betrieb unten liegenden Zone des Außenmantels von Vortriebsrohr 1 und Steuerkopf 2 ein Schwenkgelenk 4 gebildet, das aus einem geradlinigen, mit der unteren vorderen Stirnkante des Vortriebsrohres 1 ver­ bundenen Ansatz 5 sowie einem vorne daran befindlichen Kreisstück 6 besteht, wobei in den unteren hinteren End­ bereich des Steuerkopfes 2 eine entsprechend kreisförmige und daran anschließend geradlinige Aussparung 7 eingearbeitet ist, die das Kreisstück 6 des Gelenkes 4 in sich aufnimmt.

Das Kreisstück 6 und der geradlinige Ansatz 5 folgen, wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, dabei der Umfangs­ krümmung von Steuerkopf 2 und Vortriebsrohr 1.

Alle schmalen Seitenkanten des Kreisstückes 6 sind, wie mit Bezugsziffer 8 in Fig. 1 angedeutet, entsprechend den erforderlichen Schwenkbewegungen gerundet.

Ferner ist in der Verbindung zwischen dem aus den Teilen 5 und 6 gebildeten Gelenk 4 und der entsprechenden Aus­ nehmung 7 im Steuerkopf 2 ein einige Zehntel betragendes Hubspiel vorgesehen, um zu gewährleisten, daß die nachfol­ gend noch zu beschreibenden Stellaggregate ohne besondere eigene Schwenkbeweglichkeit geradlinig bewegt werden können.

Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel, ausgehend von dem unten außen liegenden Schwenkgelenk 4, jeweils in beiden Umfangsrichtungen gesehen in einem Bogenwinkel von ca. 120° jeweils ein Stellaggregat im Verbindungsbereich zwischen dem Vortriebsrohr 1 und dem Steuerkopf 2 vorgesehen. Ein derartiges Stellaggregat ist beispielshalber in Fig. 2 näher dargestellt. In dem dort dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Kolben-Zylinderaggregat, das von der Startgrube aus über eine Hydraulikleitung g betätigbar ist, wobei im vorderen Endbereich des Vortriebsrohres 1 an entsprechender Stelle Zylinderkammern 10 gebildet sind, in denen ein Kolben 11 verfahrbar ist, dessen in einer Buchse 12 hin- und herbe­ weglich geführte Kolbenstange 13 an ihrem vorderen Ende über Federpakete 14 mit einem Gegenlagerstück 15 in Grenzen beweglich in einer Ausnehmung 16 des Steuerkopfes 17 ange­ ordnet ist.

Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, schwenkt der Steuerkopf 2 dann, wenn beide Kolben-Zylinderaggregate 10, 11 gleichzeitig und gleichsinnig betätigt werden, um eine horizontal liegende, durch das unten liegende Schwenk­ gelenk 4 gehende Schwenkachse 17. Werden die beiden Kolben- Zylinderaggregate 10, 11 gleichzeitig gegensinnig betätigt, schwenkt der Steuerkopf 2 um eine durch die Anordnung der Mitte und durch das Schwenkgelenk 4 gehende vertikale Schwenkachse 18. Wird dagegen das eine Kolben-Zylinder­ aggregat 10, 11 stillgesetzt, während das andere betätigt wird, schwenkt der Steuerkopf 2 um eine Schwenkachse 19, die durch das Stillgesetzte Kolben-Zylinderaggregat sowie das unten liegende Schwenkgelenk 4 verläuft.

Der gesamte Schwenkgelenkbereich zwischen dem Steuerkopf 2 und dem Vortriebsrohr 1 ist nach außen durch einen umlau­ fenden Blechring 20 abgedichtet.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Vorrichtung, die nach dem Bodenentnahmeprinzip arbeitet, so daß im Inneren der Anordnung, im wesentlichen ausgefüllt durch eine Förderschnecke (nicht dargestellt) der Förderweg für das von der Ortsbrust zur Startgrube zu fördernde Erd­ reich verläuft. Der Anlenkbereich zwischen Vortriebsrohr 1 und Steuerkopf 2 ist daher zu diesem inneren Förderweg hin durch einen Dichtring 21 abgedichtet, der im Stirnflächen­ bereich des Vortriebsrohres 1 festgesetzt ist und einen im hinteren Endbereich des Steuerkopfes 2 angeordneten Dicht­ ring 22 hintergreift.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind als Stellaggregate für die Verschwenkung des Steuerkopfes Kolben-Zylinderaggregate gezeigt. Es versteht sich, daß an deren Stelle andere Stell­ aggregate eingesetzt werden können. Hierbei ist insbesondere an von der Startgrube aus verdrehbare Spindeln zu denken.

Diese haben den Vorteil, daß man ihre jeweilige Drehlage direkt in der Startgrube durch Inaugenscheinnahme erkennen kann, so daß eine gesonderte, Raum in Anspruch nehmende und aufwendige Überwachungseinrichtung für die jeweilige Schwenklage des Steuerkopfes, die mit im Endbereich des Vortriebsrohres anzuordnen ist, entfallen kann.

Das Schwenkgelenk kann abweichend vom beschriebenen Aus­ führungsbeispiel auch an dem im Betrieb oben liegenden Außendurchmesserbereich angeordnet sein. Es ergeben sich die gleichen Vorteile und Steuerungsmöglichkeiten.

Claims (8)

1. Steuereinrichtung für eine Vorrichtung zum unterirdischen Rohrvortrieb im Bereich unbegehbarer Rohrdurchmesser, welche einen am vorderen Ende eines Vortriebsrohres angelenkten, mittels Stellaggregaten um mehrere Schwenkachsen verschwenkbaren Steuerkopf aufweist, wobei die Schwenk­ gelenkanordnung sowie die Verstellantriebe zwischen dem Steuerkopf und dem Vortriebsrohr sowie im Umfangsbereich des Steuerkopfes vorge­ sehen sind und die vorgesehenen Stellaggregate unabhängig voneinander antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkgelenkanordnung ein Schwenkgelenk (4) mit einer horizontalen und einer vertikalen Schwenkachse (17, 18) aufweist, wobei das Schwenkgelenk in Betriebslage der Vorrichtung sohl- oder firstseitig am Vortriebsrohr bzw. am Steuerkopf angeordnet ist und daß vom Schwenkgelenk (4) aus­ gehend in beide Umfangsrichtungen jeweils um einen Winkel von 120° versetzt jeweils ein Stellaggregat (10, 11, 13) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkgelenk (4) ein von der unteren vorderen Stirn­ fläche des Vortriebsrohres (1) vorstehendes Kreisstück (6) aufweist, das in einer entsprechenden, das Kreisstück (6) hintergreifenden Aussparung (7) im hinteren unteren Stirn­ flächenbereich des Steuerkopfes (2) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreisstück (6) sowie ein das Kreisstück mit der Stirn­ fläche des Vortriebsrohres (1) verbindender geradliniger Ansatz (5) an ihren Außenflächen entsprechend der Umfangs­ kontur des Steuerkopfes (2) des Vortriebsrohres (1) geformt sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schmalkantenflächen (8) der Gelenkverbindung (4, 7) entsprechend den durchzuführenden Schwenkbewegungen gerundet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreisstück (6) des Schwenkgelenkes (4) mit einem kleinen Hubspiel in der Ausnehmung (7) des Steuerkopfes (2) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stellaggregate Kolben-Zylinderaggregate (10-13) sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen Endbereich des Vortriebrohres (1) Zylinder­ kammern (10) gebildet sind, in denen Kolben (121) geführt sind, deren Kolbenstangen (13) mit ihren freien Enden elastisch und mit Spiel in einer Ausnehmung (16) im hinteren Stirnflächenbereich des Steuerkopfes (2) gehalten sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellaggregate von der Startgrube aus betätigbare Spindeln vorgesehen sind.