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Titel: Gleitender Messerverbau für den Leitungsgrabenbau
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Die Erfindung betrifft einen gleitenden Messerverbau für den Leitungsgrabenbau,
bestehend aus einem Stützrahmen, der von mehreren im Abstand hintereinander angeordneten
Rahmenteilen gebildet ist, und aus am Stützrahmen geführten Vortriebsmessern, die
mittels am Stützrahmen abgestützter Pressen in Vortriebsrichtung vorpreßbar sind,
wobei zwischen zwei auf ein anderfolgenden Rahmenteilen des Stützrahmens eine Rohreinsenköffnung
vorgesehen ist und sich die Vortriebsmesser bis hinter den Rohreinsenkbereich erstrecken.
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Es ist bekannt zur Sicherung des Grabens im Rohrverlegebereich einen
gleitenden Messerverbau einzusetzen, der aus die Grabenwände und ggf. auch die Grabensohle
sichernden Vortriebsmessern besteht, die sich an einem starren Stützrahmen abstützen
und mittels Vorschubpressen im Graben vorpressen lassen. Ein in der Praxis bewährter
Messerverbau ist nach Art eines bekannten Messerschildes ausgebildet. Er besteht
aus einem vorlaufenden Messerschild, der den Graben im Vortriebs- bzw. Aushubbereich
sichert, und einem nachgeschalteten Nachlaufschild, der mit einer Rohreinsenköffnung
versehen ist und den Graben dort sichert, wo die einzelnen Rohrschüsse in den Graben
abgesenkt und an den verlegten Rohrstrang angeschlossen werden (Aufsatz von Dipl.-Ing.
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Hans Dieter Serwas "Der Gleitende Messerverbau11, abgedruckt in "TIEFBAU-BG"
5/1979). Der Stützrahmen des Nachlaufschildes
kann gelenkig mit
dem Stützrahmen des Vorlaufschildes gekoppelt sein. Die am Stützrahmen des Vorlaufschildes
geführten Vortriebsmesser weisen gelenkig angehängte Nachlaufmesser auf, die sich
am Stützrahmen des Nachlaufschildes führen.
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Das beim Aushub des Grabens anfallende Bodenmaterial wird hinter dem
gleitenden Messerverbau, also dort, wo im Graben die Rohrleitung verlegt ist, wieder
verfüllt und verdichtet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen gleitenden Messerverbau der eingangs
genannten Art, insbesondere einen solchen, der in bekannter Weise aus einem Vorlauf-
und Nachlauf-Messerschild besteht, so auszubilden, daß bei Wahrung einer zuverlässigen
Sicherung des Grabens auch im Rohreinsenkbereich das Bodenmaterial, ohne den Rohreinsenkbereich
zu überschütten, unmittelbar hinter dem Rohreinsenkbereich, also dort, wo der Graben
durch die Messer noch gesichert ist, in den Graben eingebracht und damit auch das
eingebrachte Rohr durch frühzeitiges Verfestigen bzw. Verdichten des Bodenmaterials
in seiner Lage stabilisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der den Rohreinsenkbereich
rückseitig begrenzende Stützrahmenteil in einem solchen Abstand oberhalb der Grabensohle
endet, daß sich das in den Graben verfüllte Bodenmaterial bis in den Rohreinsenkbereich
des Nachlaufschildes abböscht, und daß die unterhalb dieses Stützrahmenteils befindlichen,
die Grabenwände sichernden Vortriebsmesser sich unter dem Ende dieses Stützrahmenteils
nach hinten erstrecken. Vorzugsweise ist dem den Rohreinsenkbereich rückseitig begrenzenden
Stützrahmenteil mindestens ein weiterer Stützrahmenteil nachgeschaltet, der gegenüber
dem erstgenannten Stützrahmenteil in noch größerem Abstand von der Grabensohle endet,
derart, daß sich hinter dem Rohreinsenkbereich eine dem Böschungswinkel des verfüllten
Bodenmaterials im wesentlichen entsprechende Abstufung der Stützrahmenteile ergibt.
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In dieser Hinsicht vorteilhaft ist es, wenn die Anordnung
so
getroffen wird, daß der den Rohreinsenkbereich rückseitig begrenzende Stützrahmenteil
etwa auf halber Höhe des verlegten Rohres über der Grabensohle endet, während der
dahinter befindliche Stützrahmenteil oberhalb des verlegten Rohres im Graben endet.
Der oder die in der Höhe verminderte(n) Stützrahmenteil(e) besteht bzw. bestehen
zweckmäßig aus steil stehenden Stützträgern, die nur oberhalb des verlegten Rohres
über einen Querträger miteinander verbunden sind.
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Bei dem erfindungsgemäßen Messerverbau wird der Graben auf seiner
Länge zwischen der Ortsbrust und demjenigen Bereich, in dem er wieder mit dem Bodenausschub
verfüllt wird, durch die Messer gesichert, die, wie bekannt, am Stützrahmen zwangsgeführt
sind. Der oder die rückwärtigen Stützrahmenteile ist bzw. sind dabei gegenüber der
Grabensohle in der Höhe so abgesetzt, daß das hinter dem Rohreinsenkbereich in den
Graben verfüllte Bodenmaterial sich etwa bis in den gesicherten Rohreinsenkbereich
abböschen kann. Die genannte Absetzung und Abstufung der rückwärtigen Stützrahmenteile
ermöglicht es daher bereits im Bereich des zuletzt eingesenkten Rohrschusses das
Erdreich seitlich neben diesem Rohrschuß zu verfestigen und so ein definiertes Bett
für den Rohrschuß zu schaffen. Entsprechend kontinuierlich können die sich grabenseitig
anschließenden Rohrschüsse zunehmend tiefer im verfüllten Bodenmaterial eingebettet
werden. Die Abstützung der Grabenseitenwände bleibt dabei durch die Messer bis zur
Sohle ausreichend erhalten. Das in den Graben verfüllte Bodenmaterial läßt sich
vom Rohreinsenkbereich aus zum rückwärtigen Grabenbereich hin verlaufend in zunehmender
Höhenlage verdichten bzw. verfestigen.
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Die Erfindung findet mit besonderem Vorteil bei einem Messerverbau
Anwendung, der, wie bekannt, aus einem den Graben im Aushubbereich sichernden Vorlaufrahmen
und einem den Graben im Rohreinsenkbereich sichernden Nachlaufrahmen
besteht,
und bei dem die die Grabenwände sichernden Vortriebsmesser von an den Stützrahmenteilen
des Vorlaufrahmens geführten Vorlaufmessern und rückseitig mit ihnen, vorzugsweise
gelenkig, verbundenen Nachlaufmessern bestehen, die sich an den Stützrahmenteilen
des Nachlaufrahmens führen. Bei dieser Ausgestaltung des Messerverbaus wird die
Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß die hinter dem Rohreinsenkbereich befindlichen
Stützrahmenteile des Nachlaufrahmens etwa entsprechend dem Böschungswinkel des hier
in den Graben verfüllten Bodenmaterials so abgestuft oberhalb der Grabensohle enden,
daß sich das in den Graben verfüllte Bodenmaterial bis in den Rohreinsenkbereich
des Nachlaufschildes abböscht. Zur Verbesserung der Anpaßungsfähigkeit der Nachlaufmesser
an den Verlauf der Grabenwände und zur Vermeidung von Zwängungen empfiehlt es sich,
die an den hinteren Stützrahmenteilen des Nachlaufrahmens geführte Nachlaufmesser
in ihrer Länge noch mindestens einmal gelenkig zu unterteilen, während die darunter
befindlichen Nachlaufmesser ungeteilt bleiben können. Die Stützrahmenteile des Nachlaufrahmens
sind zweckmäßig nur oberhalb des verlegten Rohres über Längsträger miteinander verbunden;
der vordere Stützrahmenteil des Nachlaufmessers kann, wie bekannt, aus steil stehenden
Stützträgern bestehen, de im Bereich der Grabensohle und oberhalb des verlegten
Rohres über Querträger zu einem starren Rahmen verbunden sind.
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Dieser vordere Stützrahmenteil wird zweckmäßig über oberhalb des Rohres
verlaufende Längsträger mit dem dahinter befindlichen, in der Höhe abgesetzten Stützrahmenteil
verbunden.
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Es empfiehlt sich weiterhin, den Vorlaufrahmen über hydraulische Vorschubzylinder
mit dem Nachlaufrahmen zu koppeln, so daß die Vortriebsarbeit und die Rohrverlegearbeit
weitgehend unabhängig voneinander durchgeführt werden können und außerdem die Kurvengängigkeit
des Messerverbaus verbessert wird. Am Vorlaufrahmen können, wie bekannt, Sohlenmesser
geführt
sein, die jedoch keine Nachlaufmesser aufweisen.
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Weitere wesentliche Merkmale der Erfindung sind in den einzelnen Ansprüchen
angegeben und werden nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig.
1 einen erfindungsgemäßen gleitenden Messerverbau im Längsschnitt; Fig. 2 den Messerverbau
gemäß Fig. 1 im Querschnitt, und zwar die Schnittdarstellung links im Bild ein Querschnitt
nach Linie II-II und die Schnittdarstellung rechts im Bild der Fig. 2 einen Querschnitt
nach Linie IIA-IIA der Fig. 1.
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Der dargestellte gleitende Messerverbau für den Leitungsgrabenbau
ist, wie bekannt, nach Art eines Messerschildes ausgebildet, der, wie an sich bekannt,
einen Vorlaufrahmen 1 und einen Nachlaufrahmen 2 umfaßt. Der Vorlaufrahmen 1 sichert
den Graben im Bereich der Ortsbrust, also dort, wo mit Hilfe eines (nicht dargestellten)
Aushubgerätes, z.B. eines Baggers, der Graben ausgehoben wird. Der Nachlaufrahmen
2 sichert den Graben im rückwärtigen Bereich, also dort, wo die einzelnen Rohrschüsse
3 von oben in den Graben abgesenkt und an den bereits im Graben verlegten Rohrstrang
angebaut werden.
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Der Vorlaufrahmen 1 weist einen Stützrahmen mit zwei im Abstand hintereinander
angeordneten Stützrahmenteilen 4 und 5 auf, die an der Grabensohle und zweckmäßig
auch im oberen Bereich über Längsträger 6 zu dem starren Stützrahmen verbunden sind.
Jedes Stützrahmenteil 4 bzw. 5 besteht aus an den beiden Grabenwänden vertikal oder
geneigt angeordneten
Stützträgern 7, die an der Grabensohle sowie
im oberen Bereich über Querträger 8 und 9 starr miteinander verbunden sind. Die
Rahmenteile 4 und 5 sind, wie bekannt, mit aus hinterschnittenen Nut führungen bestehenden
Zwangs führungen für Vortriebsmesser 10 versehen, die die beiden Grabenwände auf
ganzer Grabentiefe sichern. Am Fuß des Stützrahmens sind ebenfalls in Führungen
Sohlmesser 11 geführt, mit denen sich der gesamte Vorlaufrahmen 1 auf der Grabensohle
abstützt. Den Sohlmessern 11 ist jeweils eine Presse 12 zugeordnet, die aus einem
doppeltwirkenden hydraulischen Preßzylinder besteht, der sich an dem rückwärtigen
Stützrahmenteil 5 gelenkig abstützt. Entsprechend ist auch den einzelnen Vortriebsmessern
10 jeweils eine an dem rückwärtigen Stützrahmenteil 5 abgestützte Presse zugeordnet,
was in der Zeichnung nicht gesondert dargestellt ist.
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Die Bodenmesser 11 erstrecken sich im wesentlichen nur über die Länge
des Vorlaufrahmens 1. Die Vortriebsmesser 10 weisen dagegen rückwärtige Messerverlängerungen,
sogenannte Nachlaufmesser 13 auf, die in Gelenken 14 mit den rückwärtigen Enden
der Vortriebsmesser 10 verbunden sind, die demgemäß Vorlaufmesser bilden. Die Nachlaufmesser
13 sichern den Graben im Bereich des Nachlaufrahmens 2 auf ganzer Tiefe.
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Der Nachlaufrahmen 2 wird von mehreren, hier drei im Abstand hintereinander
angeordneten Stützrahmenteilen 15, 16 und 17 gebildet. Der vordere Stützrahmenteil
15 besteht aus vertikal oder geneigt stehenden Stützträgern 18, die an der Grabensohle
und im Abstand darüber durch mehrere Querträger 19 zu einem starren Rahmen verbunden
sind. Der im Abstand dahinter angeordnete Stützrahmenteil 16 besteht aus an den
beiden Grabenwänden angeordneten vertikalen oder leicht geneigten Stützträgern 20,
die nur im bereich oberhalb des im Graben verlegten Rohres über Querträger 21 verbunden
sind und die in-Höhe dieser Querträger 21 über Längsträger 22 mit dem
Stützrahmenteil
15 bzw. deren Querträger 19 starr verbunden sind. Die Stützträger 20 erstrecken
sich vom Bodenniveau nach unten in den Graben bis zu einer Stelle 23, die im Abstand
von der Grabensohle 24 und zumindest grob angenähert etwa auf halber Höhe des eingebrachten
Rohres 3 liegt. Der Abstand der beiden Rahmenteile 15 und 16 ist etwas größer als
die Länge eines einzelnen Rohrschusses 13. Der Raum zwischen den beiden Rahmenteilen
15 und 16 bildet demgemäß den Rohrverlegebereich, in den von oben die einzelnen
Rohrschüsse 3 abgesenkt und an den bereits verlegten Rohrstrang angebaut werden.
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Im Abstand hinter dem mittleren Rahmenteil 16 befindet sich das Rahmenteil
17, welches aus zwei vertikal oder leicht geneigt angeordneten Stützträgern 25 besteht,
die an ihren oberen Enden über einen Querträger 26 und hier über Längsträger 27
mit den oberen Längsträgern 22 verbunden sind.
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Die Stützträger 25 enden bei 28 unmittelbar oberhalb des im Graben
verlegten Rohres. Das hintere Stützrahmenteil 17, welches gegenüber dem Grabenboden
24 am weitesten nach oben abgesetzt ist, ist zweckmäßig über die beiden Längsträger
27 in Gelenken 29 mit den oberen Längsträgern 22 verbunden, welche die Stützrahmenteile
15 und 16 zu dem starren Rahmengestell verbinden. Die Längsträger 27 gleiten zu
beiden Seiten des Grabens etwa im Bodenniveau. Sämtliche Stützrahmenteile 15, 16
und 17 des Nachlaufrahmens 2 weisen an ihren den Grabenwänden zugewandten Seiten
aus T-Nutführungen od.
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dgl. bestehende Führungen für die Nachlaufmesser 13 auf.
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Diese Führungen sind in Fig. 2 bei 30 angedeutet. An dem vorderen
Stützrahmenteil 15 sind sämtliche Nachlaufmesser 13 zwangsgeführt. An dem hinteren
Stützrahmenteil 17 sind nur die im oberen Bereich des Grabens befindlichen Nachlaufmesser,
im gezeigten Beispiel die oberen drei Nachlaufmesser 13, geführt. An dem mittleren
Stützrahmenteil 16 führen sich sämtliche Nachlaufmesser 13, mit Ausnahme der wenigen,
hier zwei Nachlaufmesser 13", die unter den Enden 23 dieses Stützrahmenteils
liegen
und sich hier bis hinter dieses Stützrahmenteil, d.h. bis etwa in Nähe des rückwärtigen
Stützrahmenteils 17 erstrecken. Die untersten Nachlaufmesser 13, die an den Stützrahmenteilen
16 und 17 keine Führung finden, sind auf ganzer Länge ungeteilt; sie können sich
seitlich aneinander führen. Die oberen Nachlaufmesser 13, die sowohl an den Stützrahmenteilen
15 und 16 als auch teilweise an dem Stützrahmenteil 17 geführt sind, sind auf ihrer
Länge nochmals bei 30 gelenkig unterteilt.
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Die Stützrahmenteile 16 und 17 sind so zueinander abgestuft und mit
Abstand zur Grabensohle angeordnet, daß das Bodenmaterial, das unmittelbar im bereich
des rückwärtigen Stützrahmenteils 17 in den Graben verfüllt wird, sich bis in den
Rohreinsenkbereich, d.h. in den Bereich zwischen den beiden Stützrahmenteilen 15
und 16 abböscht, wie dies durch die gestrichelt angedeutete Böschungslinie 31 angegeben
ist. Dies macht es möglich, daß beim Grabenhub anfallende Bodenmaterial unmittelbar
hinter dem Rohrverlegebereich in den Graben zu verfüllen und dabei die sich bildende
Böschung 31 gezielt so einzustellen, daß das eingebrachte Bodenmaterial vom Rohreinsenkbereich
ausgehend nach hinten und entsprechend der Böschung ansteigend verfestigt werden
kann. In der Fig. 2, recht ist bei 32 das sich im Rohreinsenkbereich befindliche
Bodenmaterial seitlich des Rohres 3 angedeutet. Es wird somit erreicht, daß bereits
im Bereich des zuletzt eingebrachten Rohrschusses das Bodenmaterial seitlich neben
diesem Rohrschuß verfestigt und so ein definiertes Bett für den Rohrschuß geschaffen
werden kann. Entsprechend können die sich grabenseitig anschließenden Rohre zunehmend
tiefer im verfestigten Bodenmaterial eingebettet werden. wodurch die verlegte Rohrleitung
in ihrer Lage im Graben stabilisiert wird. Die Abstützung der Grabenseitenwände
bis zur Grabensohle bleibt durch die von den Vortriebsmessern 10 nachgeschleppten
Nachlaufmesser 13 erhalten.
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Wie Fig. 1 zeigt, ist der vordere Stützrahmenteil 15 des Nachlaufrahmens
2 über doppeltwirkende hydraulische Vorschubzylinder 33 mit dem hinteren Stützrahmenteil
7 des Vorlaufrahmens 1 verbunden, so daß der Vorlaufrahmen unabhängig von dem Nachlaufrahmen
in Vortriebsrichtung vorbewegt werden kann. Durch die Vorschubzylinder 33 wird auch
die Steuerbarkeit und die Kurvengängigkeit des gesamten Messerschildes verbessert.
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Wie Fig. 2, links zeigt, besteht der von den vorgenannten Stützrahmenteilen
gebildete Stützrahmen aus mehreren übereinander angeordneten Abschnitten 34, 35,
36 und 37, die lösbar miteinander verbunden sind. Es ist daher möglich, z.B. zum
Zwecke des Unterfahrens von querenden Leitungen den oberen Abschnitt 34 des Messerschildes
abzubauen und mit dem verbleibenden unteren Teil des Messerschildes die querende
Leitung oder ein sonstiges querendes Hindernis zu unterfahren.
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Die unteren Nachlaufmesser 13" weisen, wie aus Fig. 2 ersichtlich,
innenseitig keine Führungsteile auf, mit denen sie sich an den T-Nutführungen 30
der Stützrahmenteile führen. Diese Nachlaufmesser 13" können daher aus einfachen
Blechprofilen bestehen. Am vorderen Stützrahmenteil 15 sind bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel Gleitflächen 13' zur Abstützung der Nachlaufmesser angeordnet.
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Außerdem ist der vordere Stützrahmenteil 15 mit Kufen 19' versehen,
mit denen er auf der Grabensohle gleitet.