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VERFAHREN ZUR ERNEUERUNG VON ABWASSERLEITUNGEN UND VOR-
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RICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erneuerung von Abwasserleitungen,
bei dem ein vibrierender Hammerkopf rniU.#ls einer Winde durch ein bestehendes Abwasserleitungsrohr
hindurchgezogen wird, der dabei das Rohr zerbricht und die entstehenden Rohrbruchstücke
in den umgebenden Boden presst und unmittelbar hinter sich ein neues Rohr einzieht.
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Ein derartiges Verfahren wird schon in einer Broschüre der Avent
P.R.S. Pipe Renovation Systems vorgeschlagen. Aus dieser Broschüre geht ferner hervor,
dass die neuen Rohre verschweisst werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zur Erneuerung
von Abwasserleitungsrohren aus Beton geeignetes Verfahren der genannten Art anzugeben,
und diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zusammen mit dem Hammerkopf
eine Anzahl um die Längsachse des Hammerkopfes verteilte Metallbänder eingezogen
wird.
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Die im vorstehenden erläuterte bekannte Technik dürfte, da die genannte
Broschüre von englischem Ursprung ist, für die Verwendung bei Abwasserrohren aus
Gusseisen entwickelt sein, nachdem solche Rohre in England die meist verwendeten
für Abwasseranlagen sind. Mit der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren geschaffen
worden, dass sich als geeignet erwiesen hat, wenn es sich um die Erneuerung von
Beton roh ren handelt. Bei Betonrohren ist es ein besonderes Problem, dass sich
die beim Zerbrechen der Betonrohre gebildeten Betonbruchstücke wegen ihrer verhältnismässig
grossen Abmessungen nur mit Schwierigkeit in das umgebende Erdreich einpressen lassen,
und solche Betonbruchstücke werden deshalb das zur Erneuerung und Ergänzung des
bestehenden Beton rohres einzuführende Rohr beschädigen können. Dadurch dass, wie
nach der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, die genannten Metallbänder zusammen
mit dem Hammerkopf eingezogen werden, wird aber erzielt, dass das einzuziehende
Rohr mit einer äusseren Armierung versehen wird, die weitgehend verhindert, dass
die zur Seite gedrängten Betonrohr stücke das betreffende Rohr beschädigen, und
gleichzeitig versteifen die Bänder das eingezogene Rohr, so dass es auch hohen äusseren
Beanspruchungen standhalten kann, und die Gefahr eines Zusammendrückens des eingezogenen
Rohres erheblich reduziert wird.
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Um zu vermeiden, dass sich die Bänder während des Einziehens in Umfangsrichtung
des eingezogenen Rohres verschieben,
wird nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, dass die
Metallbänder an demjenigen Ende des bestehenden Abwasserrohres geführt werden, an
dem das Einziehen eingeleitet wird.
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Die Erfindung betrifft ausserdem eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens mit einem vibrierenden Hammerkopf und einer Winde zum Durchziehen
des Hammerkopfes durch ein bestehendes Abwasserrohr. Die Vorrichtung ist erfindungsgemäss
dadurch gekennzeichnet, dass der Hammerkopf um seine Längsachse verteilte Spannanordnungen
zum Festspannen einer Anzahl Metallbänder an deren Enden aufweist, und dass der
Hammerkopf Spannanordnungen zum Festspannen eines Kunststoffrohres innerhalb der
Metalbänder aufweist. Zur erfindungsgemässen Vorrichtung gehört zweckmässig ein
durch einen Kranz mit Führungen für die Metallstreifen gebildetes Führungsteil.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung einer Ausführungsform
des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung und der zur Durchführung des Verfahrens
verwendeten Vorrichtung, Fig. 2 einen axialen Schnitt durch einen Teil eines Hammerkopfes
der Vorrichtung, Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt zur Veranschaul
ichung des Vordrängens des Hammerkopfes durch ein bestehendes Betonrohr, Fig. 4
einen Teil eines Schnittes nach der Linie IV-IV der Fig. 2, Fig. 5 eine Skizze zur
Veranschaulichung der Spannanordnungen des Hammerkopfes, Fig. 6 eine isometrische
Darstellung eines Bandführungsteils der Vorrichtung, Fig. 7 einen vertikalen Schnitt
durch das Führungsteil der Fig. 6, Fig. 8 eine Vorderansicht einer Zugseilführung
der Vorrichtung, Fig. 9 eine Seitenansicht der Zugseilführung der Fig. 8, und Fig.
10 einen horizontalen Schnitt durch die Zugseilführung
nach der
Linie X-X der Fig. 8.
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In der Zeichung bezeichnet 1 eine zu erneuernde Abwasserrohrleitung
aus Beton. Die Gründe zur Erneuerung derartiger Betonrohre können vielfältig sein.
In erster Linie ist es erwünscht, Betonrohre in den Fällen zu erneuern, in denen
die Rohre verstopft sind.
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Dies kann z.B. durch Rohrbruch, durch Setzung des Rohres, oder aber
wie in Fig. 1 angedeutet dadurch verursacht sein, dass Wurzeln von Bäumen durch
Risse des defekten Rohres in die Abwasserleitung hineinwachsen. Ferner besteht ein
grosses Bedürfnis, Abwasserrohre dann zu erneuern, wenn sie sich als in ihren Abmessungen
zu klein erweisen. Dies ist z.B. oft der Fall, wenn ein Gebiet weiter ausgebaut
wird, ohne dass gleichzeitig eine Erneuerung der Kanalisation erfolgt.
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Zur Erneuerung des Betonrohrstranges ist am einen Ende des fehlerbehafteten
Abschnittes des Rohrstranges bzw. am einen Ende des auszuweitenden Teils des Rohrstranges
ein Brunnen 2 hergestellt, dessen Seitenwände durch Aussteifungen gesichert sind.
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In diesem Brunnen ist eine Seilführung 3 für ein Zugseil 4 vorgesehen,
welches durch eine auf einem Fahrzeug 6 angeordnete Winde 5 durch das Betonrohr
1 hindurchgezogen werden kann. Am entgegengesetzten Ende des zu erneuernde Rohrabschnittes
ist in eine dort ausgeschachtete Grube 9 ein Kasten 8 zur Aussteifung der Wände
der Grube abgesenkt. Nahe der Grube ist ein Verdichter 10 angeordnet, dessen Druckluftleitung
mit 11 bezeichnet ist. Ferner ist nahe der Grube Trommeln 12 angeordnet, die einen
Vorrat für Metallbänder, z.B. Eisen- oder Stahlbänder 13, bilden.
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In der Fig. 1 ist ein vibrierender Hammerkopf 15 gezeigt, dessen
Hammerwerk pneumatisch durch den Verdichter 10 angetrieben wird. Der Hammerkopf
ist mit dem freien Ende des Zugseils 4 verbunden, und der Hammerkopf steht somit
unter der Einwirkung der Zugkraft der Winde 5 und wird durch die kombinierte Wirkung
des Seilzuges und der Schlagwirkung des Hammerwerkes durch das bestehende Betonrohr
1 hindurchgetrieben. Die Metallbänder 13 sind mit ihren Enden am Hammerkopf über
dessen Umkreis verteilt befestigt, und ferner ist ein Kunststoffrohrstück mit seinem
einen Ende innerhalb der in einem Kranz angeordneten Metallbänder am Hammerkopf
befestigt. Die Metallbänder 13 werden durch ein in der Grube 9 angeordnetes Führungsteil
17 in einer im folgenden noch näher zu erläuternden Weise geführt.
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Die Wirkungsweise der dargestellten Vorrichtung ist wie folgt: Das
Zugseil 4 wird von der Winde 5 abgezogen und an seinem freien Ende durch das betreffende
Abwasserrohrstück gezogen, nachdem dieses gegebenenfalls in an sich bekannter Weise
gereinigt worden ist, um den erforderlichen Durchtritt zu schaffen. Darauf wird
das Ende des Seils am Hammerkopf 3 befestigt, und am Hammerkopf werden ferner das
vordere Ende eines Kunststoffrohrstückes und die vorderen Enden von Metallbändern
13 befestigt, nachdem diese letzteren durch das Führungsteil 17 hindurchgeführt
worden sind.
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Ferner wird das freie Ende der pneumatischen Leitung 11, nachdem diese
durch das genannte Rohrstück hindurchgeführt worden ist, mit dem Hammerkopf verbunden.
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Durch die kombinierte Wirkung der Zugwinde 5 und des Hammerwerkes
des Hammerkopfes 14 wird der Hammerkopf in den zu erneuernden Leitungsabschnitt
hineingezogen. Durch diese kombinierte Krafteinwirkung zerbricht das betreffende
Betonrohr, und die gebildeten Betonrohrstücke werden zur Seite in das umgebende
Erdreich gedrängt, wie schematisch in Fig. 3 dargestellt. Gleichzeitig werden das
vordere Ende des betreffenden Rohrstückes und die vorderen Enden der Metallbänder
13 hineingezogen, so dass das eingezogene Rohr gegen die gebildeten Betonbruchstücke
geschützt ist. Nach dem Einführen des betreffenden Rohrstückes wird die pneumatische
Leitung 11 vom Verdichter 10 gelöst, und ein weiteres Rohrstück wird auf die pneumatische
Leitung 11 aufgeschoben, die dann wieder mit dem Verdichter 10 verbunden wird. Dieses
Rohrstück wird in die Grube 9 gesenkt und mit dem hinteren Ende des vorhergehenden
Rohrstückes verbunden. Diese Verbindung kann in verschiedener Weise je nach der
Art der Rohrstücke erfolgen. So kann die Verbindung, z.B. durch Verschweissen, erfolgen.
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Es wird dann in dieser Weise weiter vorgegangen, bis die neue Leitung
mit ihrem vorderen Ende bis an den Brunnen 2 herangeführt worden ist.
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Der vordere Teil des Hammerkopfes 15 geht deutlich aus der Schnittzeichnung
der Fig. 2 hervor. Der Hammerkopf hat an seinem in der Bewegungsrichtung vorderen
Ende einen im wesentlichen glockenförmigen und als Rotationskörper ausgebildeten
Mantel 20 mit einem im wesentlichen ebenen Boden 21. Im Mantel ist ein Schlag kegel
22 angeordnet, an dessen vorderem Ende eine Schlag-
scheibe 23 angeordnet
ist. Diese ist durch einen Achskörper 24 und eine Befestigungsmutter 25 am Boden
21 festgespannt. An der Befestigungsmutter 25 ist ein Haken 26 befestigt, an dem
das früher erwähnte Zugseil 4 befestigt werden kann. Die Befestigungsmutter 25 ist
durch eine Sicherungsmutter 27 gesichert.
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Zum Hammerkopf gehört ferner ein pneumatisch angetriebenes Schlagwerk.
Dieses ist von an sich bekannter Art und ist deshalb nicht näher in der Zeichnung
gezeigt, aber es besteht aus einem Zylinder, in dem ein durch die vom Verdichter
10 gelieferte Druckluft hin- und herbewegbarer Kolben verschiebbar gelagert ist.
Das Zylinder liegt mit seinem vorderen Ende am hinteren Ende des Schlag kegels 22
an und wird durch den Achskörper 24 derart in dieser Anlage am Schlag kegel 22 gehalten,
dass durch die vorwärtsgehende Schlagbewegung des Kolbens Schlagenergie über den
Schlag kegel und die Schlagscheibe auf den Mantel 20 übertragen wird, so dass diese
Schlagbewegungen zusammen mit dem Seilzug zur Vorwärtsbewegung des Hammerkopfes
beitragen. Ein derartiges Hammerwerk ist auf diesem Gebiet der Technik unter der
Bezeichnung "russische Rakete" bekannt.
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Der Schlag kegel 22 ist ausserdem durch einen Stützflansch 29 im
Mantel 20 abgestützt, und eine umlaufende Schürze 30 ist an der rückwärtigen Stirnfläche
des Mantels 20 angeschweisst. Die Schürze 30 weist einen Kranz von Gewindelöchern
für Schrauben 31 auf, von denen insgesamt acht vorgesehen sind, die um die durch
eine Strichpunktierte Linie 32 bezeichnete Achse des Hammerkopfes gleichmässig verteilt
sind. Jede Schraube 31 erstreckt sich, wie aus Fig. 4 ersichtlich, durch ein Spannstück
33 hindurch, und zwischen jedem Spannstück 32 und der Innenseite der Schürze 30
ist eine elastische Abstandsscheibe 34 um die Schraube vorgesehen.
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Hinter den Gewindelöchern für die Schrauben 31 sind in der Schürze
30 ein Kranz von Schraublöchern für Rohrhalteschrauben 35 ausgebildet, von denen
insgesamt sechszehn vorgesehen sind. In jedem Spannstück 33 sind, wie aus Fig. 4
ersichtlich, zwei Gewindelöcher 36 ausgebildet, in die Schrauben 35 eingeschraubt
werden können.
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Hinter der Lochreihe für die Schrauben 35 ist in der Schürze 30 ein
Kranz von Gewindelöchern für Bandhalteschrauben 37 vorgesehen, die zum Festhalten
der vorderen Enden der Metallbänder 13 dienen. Von diesen sind bei der dargestellten
Ausführungsform 32
vorgesehen.
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Fig. 2 zeigt das vordere Ende eines Kunststoffrohres 38, z.B. eines
PEH-Rohres. Dieses ist am vorderen Ende mit einem Kranz von Löchern für den Durchtritt
der Schrauben 35 versehen und wird also einerseits durch die auf die Spannstücke
33 in Richtung nach aussen einwirkende Zugkraft dieser Schrauben 35 und andererseits
durch den Durchtritt dieser Schrauben 35 durch die Wandung des Rohrendes am Hammerkopf
festgeklemmt gehalten.
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Die Anordnung der Schrauben 31 und 35 geht deutlich aus Fig. 5 hervor.
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Aus Fig. 3 ist ersichtlich, wie das bestehende Betonrohr 4 bei der
Bewegung des Hammerkopfes durch das Rohr zerbricht. Wie ersichtlich liegen die Köpfe
der Schrauben 30 gut geschützt in aussenseitigen Versenkungen 40 in der Schürze
30, und ferner sind auch die Bandhalteschrauben 37 gut geschützt, indem die Schürze
hinten an ihrer Aussenseite mit einer Abstufung 41 ausgebildet ist, in der sich
die Köpfe der Schrauben 37 befinden.
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Das Bandführungsteil 17, das am Einführungsende der zu erneuernde
Abwasserleitung angeordnet wird, ist ausführlicher in Fig. 6 und 7 dargestellt.
Es besteht aus einer im wesentlichen kastenförmigen Konstruktion mit zwei Seitenwänden
43 und 44, zwei Stirnwänden 45 und 46 und einer Zwischenwand 47. Ferner ist das
Bandführungsteil mit zwei Querbalken 48 und 49 zur Befestigung dieses Führungsteils
im Kasten 8 versehen. Die Wände 45, 46 und 47 sind je mit einer Öffnung 50,51 und
52 ausgebildet. Längs des Umkreises jeder der Öffnungen 51 und 52 ist ein mit einer
der Anzahl von Metallbändern 13 entsprechenden Anzahl längliche Öffnungen 57 ausgebildeter
Eisenring 54, 55 angeordnet. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, hat die Öffnung 50 einen
etwas kleineren Durchmesser als die Eisenringe 54, 55 und hat zur Aufgabe, während
des Einführens des Rohres 38 die Bänder 13 dicht nebeneinander liegend an die Aussenseite
des Rohres angepresst zu halten.
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Die in den Figuren 8,9 und 10 gezeigte Seilführung 3 dient dazu,
die auf das Seil 4 ausgeübte verhältnismässig grosse Zugkraft sowie das Moment aufzunehmen,
das dadurch entsteht, dass die Zugkraft über den Brunnen 2 übertragen wird.
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Diese Seilführung besteht aus zwei vertikalen Trägern 60, 61, die
an ihren unteren Enden mit einem zum Eintreiben in den Boden des Brunnens 2 vorgesehenen
plattenförmigen Teil 62 fest
verbunden sind. Zwischen den Trägern
60 und 61 sind zwei Seilumlenkrollen 63 und 64 angeordnet, und ferner ist, wie insbesondere
aus den Figuren 9 und 10 ersichtlich, zwischen diesen Trägern ein Arm 66 einer Abstützkonstruktion
67 angeordnet. Diese ist mit einem sich in Seitenrichtung erstreckenden Arm 68 mit
einem Beschlag 69 versehen, so dass die Seilführung mit dem Heck des mit der Winde
5 ausgestatteten Fahrzeuges 6 fest verbunden werden kann, vgl. Fig.
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1.
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Wie aus Fig. 9 ersichtlich, sind die Träger 61,62 je mit einer Reihe
von Öffnungen 70 ausgebildet, so dass die Seilumlenkrolle 63 in verschiedenen Höhenlagen
über dem unteren Ende der Zugseilführung montiert und damit etwa gegenüber der Mitte
der Öffnung der zu erneuernden Abwasserleitung zu liegen kommen kann.
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Bei der Verwendung der Zugseilführung wird deren unteres Ende 62
wie erwähnt in den Boden des Brunnens 2 getrieben, und wird das Seil um die Seilumlenkscheiben
63 und 64 gelegt und bis an die Winde 5 geführt. Die Zugseilführung wird ferner
durch die Befestigungskonstruktion 66,67,68 und 69 am Heck des mit der Winde ausgestatteten
Fahrzeuges befestigt. Die Zugseilführung 3 kann nun die Zugkraft auf den durch die
Rohrleitung zu ziehenden Teil des Seils 4 übertragen, ohne dass sich das Seil in
den Brunnen 2 einschneiden oder den Brunnen beschädigen kann.
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Bei der Verwendung der Vorrichtung wird wie früher beschrieben vorgegangen.
Ergänzend sei jedoch bemerkt, dass die Metallbänder 13 durch die Führungsöffnungen
57 geführt werden, bevor sie am Hammerkopf befestigt werden, und dass das Bandführungsteil
17 im Aussteifungskasten 8 befestigt wird, so dass die Führungsöffnungen wenigstens
teilweise um die Längsachse des zu erneuernden Rohrteils zentriert werden.