DE3626988A1 - Druckdichte rohrverbindung fuer ein staehlernes vortriebsrohr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine druckdichte Rohrverbindung für ein aus einer Anzahl von Rohrschüssen bestehendes stählernes Vortriebsrohr gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Für die Herstellung von nicht mehr begehbaren Rohrleitungen bis zu einem Innendurchmesser von etwa 1000 mm kommen unterirdische Vortriebsverfahren in Betracht, die entweder nach dem Bodenverdrängungs- oder dem Bodenentnahmeprinzip arbeiten. In den, sei es durch Bodenverdrängung, sei es durch Bodenentnahme erzeugten Hohlraum werden sofort oder nach Fertigstellung des Hohlraumes Schutz- oder Produktrohre eingepreßt oder eingezogen. Oft müssen zunächst dünnwandige, meist aus Stahl bestehende Vortriebsrohre eingepreßt werden, in die danach die Produktrohre eingezogen oder eingedrückt werden. Der Ringraum zwischen den Vortriebsrohren und den Produktrohren wird nachträglich gegebenenfalls verdämmt. Die Vortriebsrohre können nicht wiedergewonnen werden; sie sind verloren.

Gleichwohl müssen auch verlorene Vortriebsrohre so ausgebildet und miteinander verbunden werden, daß sie einwandfrei vorgepreßt werden und als Gelenkkette dem aufgefahrenen Hohlraum folgen können. Vor allem unterhalb des Grundwasserspiegels ist eine Rohrverbindung notwendig, die gegen Wasser druckdicht ist und die eine steife Querkraftschlüssigkeit sicherstellt.

Bei einem Vortriebsverfahren dieser Art ist es bekannt, die Rohrschüsse mit einem Spitzende und mit einem Muffenende auszustatten, wobei das Spitzende in eine stirnseitige Nut am Muffenende des vorangehenden Rohrschusses einsteckbar ist (DE-OS 32 22 880). Bei dieser bekannten Rohrverbindung kann ein gewisser Aufwand für die Ausbildung der Rohrverbindung in Kauf genommen werden, da die Vortriebsrohre durch Produktrohre ersetzt und wiedergewonnen werden. Die einzelnen Rohrschüsse können hier also maschinenmäßig ausgebildet werden, was bei verlorenen Vortriebsrohren aus wirtschaftlichen Gründen nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein verlorenes stählernes Vortriebsrohr eine Rohrverbindung anzugeben, die es dem Vortriebsrohr ermöglicht, als druckfeste Gelenkkette dem aufgefahrenen Hohlraum zu folgen, die gegen Wasser druckdicht ist und außerdem die erforderliche Querkraftschlüssigkeit sicherstellt.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der Vorteil der Erfindung wird im wesentlichen darin gesehen, daß unter Aufrechterhaltung einer druckfesten, gewisse Winkeländerungen ermöglichenden Stoßverbindung der Rohrschüsse auf besonders einfache Weise auch die erforderlichen Dichtflächen für die Anordnung eines Dichtrings geschaffen werden, wobei in diese Maßnahmen auf ebenfalls besonders einfache Weise auch Anschläge für die Sicherstellung des Querkraftschlusses integriert werden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Längsschnitt die Darstellung eines Vortriebsverfahrens für ein Vortriebsrohr zwischen einem Anfahrschacht und einem Zielschacht,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Rohrverbindung vor dem Zusammenschieben zweier Rohrenden und

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Längsschnitt nach dem Zusammenschieben der Rohrenden.

Zur Herstellung einer unterirdischen Rohrleitung im Rohrvortrieb sind in der Regel zwei Schachtanlagen erforderlich, nämlich ein Anfahrschacht (A) und ein Zielschacht (Z). Zwischen diesen Schachtanlagen wird die Rohrleitung im unterirdischen Vortriebsverfahren vorgetrieben, wobei die Geländeoberfläche (1) nicht beeinträchtigt wird. Sowohl der Anfahrschacht (A), wie auch der Zielschacht (Z) können in an sich bekannter Weise durch den Einbau von Spund-, Schlitz- oder Pfahlwänden oder dergleichen und Aushub des Bodens hergestellt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die Schachtsohle unterhalb des Grundwasserspiegels (2). Sowohl der Anfahrschacht (A), wie auch der Zielschacht (Z) bestehen jeweils aus einer Schachtwandung (3) und einer Sohlplatte (4). In der Wandung (3) des Anfahrschachtes (A) befindet sich eine Öffnung (5) für den Durchtritt des Vortriebsrohres (6), die mit einer Gleitdichtung versehen ist.

Der Vortrieb des Vortriebsrohres (6) erfolgt mittels eines Bohrgerätes (7) mit einem Bohrkopf (8), der beim Vortrieb in Richtung des Pfeiles (9) gegen die Ortsbrust gedrückt wird und in drehender Bewegung oder durch Spülung den Abbau des Bodens bewirkt. Die für den Vortrieb des Vortriebsrohres (6) erforderliche Vortriebskraft wird im Anfahrschacht (A) durch hydraulische Pressen erzeugt, deren Wirkung durch einen Pfeil (10) angedeutet ist.

In den Fig. 2 und 3 ist in einem Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch einen der Rohrstöße (11) (Fig. 1) in größerem Maßstab die erfindungsgemäße Ausbildung einer Rohrverbindung dargestellt. Gezeigt ist die Verbindung zweier Rohrschüsse (6 a und 6 b), wobei von dem Rohrschuß (6 a) lediglich das Muffenende (12) und von dem Rohrschuß (6 b) das Spitzende (13) dargestellt sind.

Zur Bildung des Muffenendes (12) ist kurz vor dem eigentlichen Ende (14) des Rohrschusses (6 a) ein winkelförmiger Stahlring (15) angeschweißt, der aus einem axial verlaufenden längeren Schenkel (16) und einem rechtwinklig dazu verlaufenden flanschartig ausgebildeten kürzeren Schenkel (17) besteht. Mit dem Ende dieses kürzeren Schenkels (17) ist der Stahlring (15) an der Innenwand (18) des Rohrschusses (6 a) angeschweißt. Der längere Schenkel (16) besitzt an seiner Außenfläche (19), die auch als Dichtfläche wirkt, einen keilförmigen Anlauf (20).

Das Spitzende (13) des Rohrschusses (6 b) ist an diesem selbst ausgebildet. An der Innenwand (21) des Rohrschusses ist im Abstand von dessen Ende (22) ein Flacheisenring (23) angeschweißt, dessen äußere Stirnfläche (24) eine Schulter für einen Dichtring (25) bildet. Der Dichtring (25) selbst besteht aus einem unteren Anlageteil (26), mit dem er an der Innenwand (21) des Rohrschusses (6 b) anliegt und sich gegen die Schulter (24) abstützt sowie aus einem aufragenden Wulst (27), der in Vorpreßrichtung (Pfeil 9) eine schräge Anlauffläche (28) und auf der Rückseite eine Ausnehmung (29) besitzt.

Die Rohrverbindung kommt beim Zusammenschieben zweier Rohrschüsse aus Anlaß des Ansetzens jeweils eines neuen Rohrschusses im Anfahrschacht (A) zustande. Wenn der Rohrschuß (6 b) in Vortriebsrichtung (Pfeil 9) gegen den Rohrschuß (6 a) geschoben wird, gleitet der Dichtring (25) mit der schrägen Anlauffläche (28) zunächst auf den keilförmigen Anlauf (20) des Stahlrings (15) auf, wodurch der Rohrschuß (6 b) grob zentriert wird. Zugleich wird schon während des Aufgleitens des Wulstes (27) des Dichtrings (25) auf die Anlauffläche (20) der Wulst entgegen der Vorpreßrichtung umgelegt. In dem in Fig. 3 dargestellten Endzustand liegt der Wulst auf dem Anlageteil (26) auf, ist also die Ausnehmung (29) geschlossen. Der Dichtring (25) wirkt so wie ein einteiliges, kompaktes Profil.

Zur Feinzentrierung des Spitzendes und zur Sicherung des Querkraftschlusses im Endzustand der Rohrverbindung dienen Führungsklötzchen (30), die möglichst gleichmäßig verteilt auf der Außenfläche (19) des Stahlrings (15) unmittelbar innerhalb der Preßfuge (31) angeordnet sind. Diese Führungsklötzchen (30) sind zweckmäßig mit dem Stahlring (15) verschweißt. Auch diese Führungsklötzchen (30) besitzen am äußeren Ende einen keilförmigen Anlauf (32), auf den das stirnseitige Ende (22) des Spitzendes (13) des Rohrschusses (6 b) aufgleiten kann.

Da auch dieser Querkraftschluß nicht völlig spielfrei gewährleistet werden kann, ist das Spitzende (13) des Rohrschusses (6 b) am äußeren Ende mit einer Fase (33) versehen, um beim weiteren Vortrieb, selbst wenn geringe Querverschiebungen auftreten sollten, den Gleitwiderstand im Boden nicht durch eine wenn auch geringe Schulter zu vergrößern.

Da die Rohrachse einem Polygonzug folgt, lassen sich geringe Winkeldrehungen in den Rohrverbindungen meist nicht vermeiden. Deshalb ist es zweckmäßig, in der Preßfuge (31) zwischen den stirnseitigen Enden der Rohrschüsse (6 a und 6 b) eine Zwischenlage aus einem elastoplastisch verformbaren Material, z.B. eine Papierdichtung, anzuordnen.

Claims (10)

1. Druckdichte Rohrverbindung für ein aus einer Anzahl von Rohrschüssen bestehendes stählernes Vortriebsrohr zur Herstellung einer vornehmlich nicht mehr begehbaren Rohrleitung, wobei die Rohrschüsse jeweils ein Spitzende und ein Muffenende aufweisen und durch Ineinanderstecken druckfest miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe am Muffenende (12) eines Rohrschusses (6 a) durch einen Stahlring (15) gebildet wird, dessen Außendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser des Vortriebsrohres (6), wobei dieser Stahlring (15) über das stirnseitige Ende (14) des Rohrschusses hinausragend an dessen Innenwand (18) befestigt, z.B. angeschweißt ist und seine Außenfläche (19) eine Dichtfläche für einen Dichtring (25) aus elastischem Material bildet, während die andere Dichtfläche an der Innenfläche (21) des Spitzendes (13) des Rohrschusses (6 b) ausgebildet ist.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (25) an der Innenfläche (21) des Spitzendes (13) des Rohrschusses (6 b) angeordnet ist und sich dort gegen eine Schulter (24) abstützt.

3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlring (15) winkelförmigen Querschnitt mit einem rechtwinklig zur Rohrachse verlaufenden und einen Flansch bildenden Schenkel (17) aufweist, mit dessen Ende er an der Innenwand (18) des Rohrschusses (6 a) befestigt ist.

4. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlring (15) an seinem äußeren Ende einen keilförmigen Anlauf (20) aufweist.

5. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Rohrstoßes ein Anschlag zur Verhinderung von Querverschiebungen der Rohrenden vorgesehen ist.

6. Rohrverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschlag Führungsklötzchen (30) vorgesehen sind, die gleichmäßig über den Umfang verteilt an der Außenfläche (19) des Stahlringes (15) befestigt sind.

7. Rohrverbindung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsklötzchen (30) an ihrem äußeren Ende einen keilförmigen Anlauf (32) aufweisen.

8. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Spitzende (13) eines Rohrschusses an der Außenfläche mit einer Fase (33) versehen ist.

9. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (24) an einem Flacheisenring (23) gebildet ist, der am Spitzende (13) des Rohrschusses (6 b) im Abstand von seinem Ende (22) an dessen Innenfläche (21) befestigt, z.B. angeschweißt ist.

10. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (25) aus einem Auflageteil (26) mit einer unteren Auflagefläche und einer stirnseitigen, etwa rechtwinklig dazu verlaufenden Abstützfläche sowie einem aus dem Auflageteil (26) lippenartig aufragenden Wulst (27) besteht, der an der Vorderseite eine geneigte Anlauffläche (28) und an der Rückseite eine winkelförmige Ausnehmung (29) mit einem aufragenden und einem liegenden Schenkel aufweist, die einen Winkel von maximal 90 Grad einschließen, wobei der Wulst (27) beim Ineinanderschieben der Rohrenden derart verformbar ist, daß die Ausnehmung im Endzustand geschlossen ist.