DE3719552C1 - Connection piece - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Anschlußstück zum direkten unterirdischen Verbinden eines Vortriebs-Rohrspitzendes mit einem radial angebohrten Hauptrohr.

Zum Verlegen unterirdischer Rohrleitungen erweist sich das Vortriebsverfahren mehr und mehr als das Mittel der Wahl, insbesondere dann, wenn ein Oberflächenverkehr nicht behindert oder eine gewachsene Garten- oder Haus­ anlage nicht zerstört werden soll.

Problematisch wird das Vortriebsverfahren dann, wenn auf diese Weise Zweigleitungen vorgetrieben werden, die mit einer Hauptleitung zu verbinden sind. Die derzeit geübte Praxis sieht daher vor, solche Zweigleitungen bis zu Revisionsschächten vorzutreiben, an die dann der Anschluß unter direktem handwerklichem Eingriff durchgeführt wird.

Da dieses Anschlußverfahren zu verlängerten Vortriebsstrecken mit zum Teil problematischer Streckenführung zwingt, hat sich das Interesse in jüngster Zeit auf das unmittelbare Ansteuern des Hauptrohres, ein Anbohren des Hauptrohres und das Herstellen der Verbindung konzentriert. Die ersten Erfahrungen in dieser Richtung sind vielversprechend. Nachteilig auch an diesem Anschlußverfahren ist das Erfordernis eines unmittelbaren handwerklichen Eingriffs zur Herstellung der Anschlußverbindung, so daß diese Art des Anschließens einer Nebenleitung oder Zweig­ leitung an eine Hauptleitung entweder nur mit begehbaren Hauptleitungen möglich ist oder zum Niederbringen einer Arbeitsausschachtung zwingt, die wiederum jedoch den durch das Vortriebsverfahren erzielbaren Vorteil mindert.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Anschlußstück zu schaffen, das den Anschluß eines vorgetriebenen Rohrstranges an ein Hauptrohr unterirdisch im Vortrieb auch dann fehlerfrei und sicher ermöglicht, wenn das Hauptrohr nicht begehbar ist und kein Arbeitsschacht zur Anschlußstelle niedergebracht ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung ein Anschlußstück, das die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale aufweist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das Anschlußstück gemäß der Erfindung ist also als axial starre und steife, radial und tangential zwar formstabile aber biegeelastische Hülse ausgebildet, insbesondere als eine in ein Elastomer eingebettete Stahlblechhülse, vorzugsweise Lochblech-Stahlhülse. Eine solche Manschette weist die zum Vortrieb und automatischen Eindrücken in die vorgefertigte Bohrung des Hauptrohres erforderliche axiale Steifigkeit auf, weist gleichzeitig aber die erforderliche radiale Elastizität auf, um sich form­ stabil Unrundungen der vorgetriebenen Rohre anzupassen.

Ein wesentliches Merkmal dieser Hülsenkörper des Anschlußstücks gemäß der Erfindung ist, daß sie auf zumindest dem Abschnitt des Außenmantels, der bestimmungsgemäß dem Hauptrohr zugewandt ist, bzw. mit dem das Anschlußstück in die Bohrung eingesteckt werden soll, die im Hauptrohr radial am Ende des Vortriebsstranges gebohrt worden ist, mit radial auswärts vorspringenden Dichtringprofilen versehen ist. Diese Dichtringprofile sind so auf den Durchmesser der in den Mantel des Hauptrohres eingebrachten Bohrung abgestimmt, daß das im Bereich dieser Dichtring­ profile in die Hauptrohrbohrung eingedrückte Anschluß­ stück dicht in dieser Bohrung sitzt. Die Dichtung erfolgt dabei zwischen den Dichtringprofilen am Anschlußstück und der Wand der Bohrung in der Rohrwand, ohne daß zusätzliche Dichthilfsmittel oder Hilfsprofile, deren korrekter Dichtsitz beim Herstellen der Verbindung im unterirdischen Vortrieb kritisch würde, erforderlich sind.

Das dritte wesentliche Merkmal des Anschlußstücks gemäß der Erfindung ist, daß die dem Hauptrohr bei bestimmungs­ gemäßer Verwendung zugewendete Stirnseite des Anschlußstücks nicht als Kreisring, sondern als Sattelfläche ausgebildet ist, und zwar dergestalt, daß sich diese Sattelfläche als Durchdringungsfläche des Anschlußstücks mit einem axial senkrecht zu diesem verlaufenden Hauptrohr darstellt, wobei der Durchmesser eines solchen gedachten Hauptrohres, d. h. also die radiale Durchwölbung der Sattelfläche, so gewählt und bemessen ist, daß sie gleich, zumindest im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des kleinsten Rohres ist, für das ein jeweils konzipiertes Anschlußstück noch verwendbar sein soll. Durch diese Maßnahme ist einerseits gewährleistet, daß für jedes bestimmungsgemäß noch anzuschließende Hauptrohr dessen volle Wandstärke zur Herstellung der Dichtung zwischen dem Hauptrohr und dem Anschlußstück ausgenutzt werden kann, ohne daß andererseits der häufig über den gesamten Rohrquerschnitt genutzte Strömungsquerschnitt vermindert und die Strömung partiell gestaut wird, also durch Verwirbelungen Strömungsverluste in Kauf genommen werden müssen, und zwar selbst dann, wenn ein und dasselbe Anschlußstück für Hauptrohre mit den unterschiedlichsten Durchmessern verwendet werden soll.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Anschlußstück, speziell der Hülsenkörper des Anschlußstücks, zumindest auf einem Teil seiner axialen Länge auch innen mit Dichtringprofilen versehen, die hier nach radial innen vorspringen. Bei einer solcherart ausgerüsteten Hülse des Anschlußstücks kann der Anschluß zur Rohrwand des Hauptrohres durch Einstecken über das außen umlaufende Dichtringprofil hergestellt werden, während gleichzeitig der Anschluß zum Spitzende des Vortriebsrohres durch Einstecken dieses Spitzendes, zumindest des entsprechenden Abschnittes des Spitzendes, in das Anschlußstück hergestellt werden kann.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Hülse des Anschlußstücks in einem Teilabschnitt auf der dem Hauptrohr abgewandten und dem Vortriebsstrang zugewandten Seite auf ihrer Außenmantelfläche glatt und unprofiliert ausgebildet, so daß sie unmittelbar von einer Kupplungshülse oder Steckmuffe übergriffen und dichtend angeschlossen werden kann, wobei diese Kupplungshülse dann vorzugsweise dieselbe Hülse ist, die beim Vortreiben zum Abdichten des vorgetriebenen Rohrstranges selbst verwendet wird.

Insbesondere diese zuletzt genannte Ausgestaltung ist deshalb von großer praktischer Bedeutung, weil beim Vortreiben des anzuschließenden Stranges lediglich auf die ohnehin verwendete Vortriebskupplung auf dem Spitzende des vordersten Rohres des vorgetriebenen Rohrstranges ein Anschlußstück aufgesteckt zu werden braucht, genauer gesagt, eingesteckt zu werden braucht, um den Anschluß erfolgreich herzustellen. Dabei kann insbesondere die zum Vortriebsstrang gekehrte Stirnseite des Anschlußstücks direkt an der Stirnseite des Spitzendes des Vortriebsstranges abgestützt werden. Weiterhin sind dann die axiale Länge des Anschlußstücks und die axiale Länge der Vortriebskupplung vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, daß die Vortriebskupplung auf dem Außenmantel des Hauptrohres aufsitzt oder anschlägt, wenn das Anschlußstück gerade seine bestimmungsgemäß vorgegebene Einstecktiefe in der Wandungsbohrung des Hauptrohres erreicht hat.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher er­ läutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein einfachstes Ausführungsbeispiel des Anschlußstücks im Axialschnitt;

Fig. 2 ein Beispiel für die Verwendung des in Fig. 1 gezeigten Anschlußstücks;

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des Anschlußstücks in Verwendungslage; und

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel des Anschlußstücks in der gleichen Darstellungsweise wie in Fig. 3.

Das in der Fig. 1 im Axialschnitt gezeigte Anschlußstück zum Verbinden eines Vortriebs-Rohrspitzendes mit einem radial angebohrten Hauptrohr besteht im wesentlichen aus einer axial steifen, radial formstabil biegeelastischen Hülse 1, die als eine mit einem Elastomer 2 ummantelte Lochblechhülse 3 aus Stahl hergestellt ist. Der axiale Bereich des Außenmantels der Hülse 1, der dem Hauptrohr zugekehrt ist (in der Darstellung der Fig. 1 auf der rechten Seite), ist mit einer axialen Folge von nach radial auswärts vorspringenden Dichtringprofilen 4 versehen, die der Abdichtung des Anschlußstücks gegen die Mantelwand des angebohrten Hauptrohrs dienen. Auf dieser Seite des Anschlußstücks ist die Stirnfläche der Hülse nicht als Kreisringfläche, sondern als Sattelfläche 5 ausgebildet, die der Durchdringungsfläche des Anschluß­ stücks mit einem Hauptrohr bei senkrecht zueinander stehenden Mittelachsen der Rohre bzw. Hülsen entspricht. Dabei ist der Krümmungsradius der Sattelfläche 5 so bemessen, daß er gleich dem Radius des Hauptrohres mit dem kleinsten Innendurchmesser ist, für den das Anschlußstück noch verwendbar sein soll.

Ein Beispiel für die bestimmungsgemäße Verwendung eines Anschlußstücks der in Fig. 1 gezeigten Art ist in der Fig. 2 wiedergegeben. Die Hülse 1 des Anschlußstücks ist mit dem Dichtringprofil 4 auf dem Außenmantel abdichtend in eine zylindrische Bohrung 6 eingesteckt, die in der Wandung eines Hauptrohres 7 eingebracht ist. Die Bohrung wird durch einen Bohrkopf erzeugt, der, nachdem das Vortriebsschutzrohr (in der Figur nicht dargestellt) den Außenmantel des Hauptrohres 7 erreicht hat, im Schutzrohr bis zum Außenmantel des Hauptrohres vorgeschoben und dann durch den Vortriebsstrang hindurch angesetzt wird.

Nach dem Herausziehen des Bohrers aus dem Schutzrohr wird dann der Rohrstrang in an sich bekannter und gebräuchlicher Weise vorgetrieben, wobei jedoch im Gegensatz zu den sonst bekannten Vortriebsverfahren auch das Spitzende 8 des vordersten Rohres 9 des Rohrvortriebsstranges mit einer Vortriebskupplung 10 bestückt ist, die in identischer Weise ausgebildet ist, wie die auch zum Verbinden der einzelnen Rohrabschnitte untereinander verwendeten Vortriebskupplungen. Statt eines Anschlußrohres ist jedoch in die gegenüberliegende offene Muffe der Vortriebskupplung 10 das in Fig. 1 gezeigte Anschlußstück eingesteckt, und zwar mit dem glattwandigen Abschnitt 11 (Fig. 1) des Außen­ mantels. Die Stirnseite 12 des Anschlußstücks liegt dabei bündig anschlagend auf einem gebräuchlichen Innenringsteg 13 der Vortriebskupplung 10, der auf seiner axial gegenüberliegenden Seite von der Stirnseite 14 des Spitzendes 8 abgestützt ist. Dies ermöglicht, daß die Hülse 1 mit der gesamten Kraft, die zum Vortreiben des Rohrstranges verfügbar ist, in die Bohrung 6 des Haupt­ rohres 7 eingedrückt werden kann, so daß also unter Inkaufnahme höherer Einschubkräfte auch höhere Dichtkräfte erzeugt und ausgenutzt werden können.

Zur Bemessung der Einschubtiefe, mit der das Anschlußstück in die Bohrung 6 des Hauptrohres 7 eingeschoben wird, stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, insbesondere lasertechnische und optische Meßverfahren.

Ein recht einfaches mechanisches Verfahren zur Bemessung der Einschubtiefe ist in der Fig. 2 gezeigt. In der ohne weiteres ersichtlichen Weise sind nämlich die axiale Länge der Hülse 1 des Anschlußstücks und der Hülse der Vortriebskupplung 10 so aufeinander abgestimmt, daß die vordere Stirnseite 15 der Vortriebskupplung 10 auf dem Mantel des Hauptrohres 7 aufsitzt, wenn die vordere stirnseitige Sattelfläche 5 des Anschlußstücks gerade die benötigte Einschubtiefe erreicht hat.

Das in der Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel des Anschlußstücks unterscheidet sich von dem in der Fig. 1 gezeigten Anschlußstück insofern, als die Hülse 1 nicht nur auf einem Teil ihres Außenmantels ein Dichtringprofil 4 aufweist, sondern auch auf einem Teil ihres Innenmantels ein Dichtringprofil 16 trägt. Dieses radial innenliegende Dichtringprofil 16 mit den nach radial einwärts vorspringenden Dichtringen dient der unmittelbaren Aufnahme des Spitzendes 8 und dessen Abdichtung gegenüber dem Anschlußstück. Dabei ist in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise das Spitzende axial rückwärts mit einem nach radial außen vorspringenden Falz 17 versehen, wie er für Vortriebsrohre gebräuchlich ist. Beim Einstecken des Spitzendes 8 in die Hülse 1 kommt die axial rückwärtige Stirnseite 18 der Hülse 1 formschlüssig an dem Ringfalz 17 zur Anlage.

Im übrigen entsprechen Funktion und Aufbau des in Fig. 3 gezeigten Anschlußstücks der in Fig. 1 gezeigten Version des Anschlußstücks.

Ein drittes Ausführungsbeispiel des Anschlußstücks ist schließlich in Fig. 4 gezeigt. In seiner Grundstruktur entspricht das in Fig. 4 gezeigte Anschlußstück dem in Fig. 3 gezeigten Anschlußstück, unterscheidet sich von diesem jedoch dadurch, daß der für die Aufnahme des Spitzendes 8 bestimmte Teil der Hülse 1 nach Art einer Glockenmuffe 19 mit erweitertem Durchmesser ausgebildet ist. Die Glockenmuffe 19 dient der unmittelbaren Aufnahme und Abdichtung eines Spitzendes 8, das unverjüngt und ohne die in Fig. 3 gezeigte Anschlagfläche 17 ausgebildet ist. Um auch bei dieser Konfiguration einen formschlüssigen Vorschub des Anschlußstücks im Schutzrohr des Vortriebsstranges zu gewährleisten, ist statt des in Fig. 2 und 3 gezeigten Innenringstegs 13 aus dem Mantelelastomer eine konische Durchmesserverjüngung 20 auch in der Blechhülse 3 ausgebildet, auf die die Stirnfläche 21 des Spitzendes 8 zur formschlüssigen Schubanlage gelangt.

Mit allen vorstehend im einzelnen beschriebenen Ausführungs­ beispielen des Anschlußstücks kann also durch den Vortriebsstrang hindurch ohne das Erfordernis eines direkten handwerklichen Eingriffs unterirdisch eine Anschlußverbindung zwischen einer Nebenleitung oder einer Zweigleitung und einer Hauptleitung hergestellt werden.

Claims (6)

1. Anschlußstück zum direkten unterirdischen Verbinden eines Vortriebs- Rohrspitzendes mit einem radial angebohrten Haupt­ rohr, gekennzeichnet durch eine axial steife Hülse (1), die als eine mit einem Elastomer (2) umkleidete Stahlblechhülse (3) ausgebildet ist, die auf ihrem Außenmantel, zumindest in dem axialen Bereich der dem Hauptrohr (7) zugewandten Stirnseite, mit einer axialen Folge von nach radial auswärts vorspringenden Dichtringprofilen (4) versehen ist, und deren dem Hauptrohr (7) bestimmungsgemäß zugewandte Stirnseite eine Sattelfläche (5) ist, die der Durchdringungsfläche des Anschlußstücks mit einem Hauptrohr bei senkrecht zueinander stehenden Mittelachsen entspricht, dessen Innendurch­ messer dem kleinsten Innendurchmesser eines Haupt­ rohres entspricht, für das das Anschlußstück ver­ wendbar sein soll.

2. Anschlußstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) zumindest auf einem Teil ihrer Länge auch innen, hier nach radial einwärts vorspringend, Dichtringprofile (16) trägt.

3. Anschlußstück nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Anschlagring (12; 13; 18; 20), der direkt oder über ein Zwischen­ glied (10) mit einer korrespondierenden Auflagefläche (17; 21) zusammenwirken kann.

4. Anschlußstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagring als Innenringsteg (13), als konische Verjüngung (20) des lichten Rohrquerschnitts und/oder auf der Stirnseite (12; 18) ausgebildet ist, die bestimmungsgemäß dem Vortriebsrohr zugewandt ist.

5. Anschlußstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen unprofilierten, glatten Außenmantelabschnitt (11) der Hülse (1) auf einem Teilabschnitt, der bestimmungsgemäß dem Vortriebs-Spitzende (8) zugewandt ist, wobei dieser Außenmantelabschnitt (11) einen Außendurchmesser hat, der zumindest innerhalb eines Toleranzbereichs gleich dem Außendurchmesser des Abschnitts des Vortriebs-Rohrspitzendes (8) ist, mit dem dieses in eine Vortriebskupplung (10) einge­ steckt ist.

6. Anschlußstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) auf der Seite, die bestimmungsgemäß dem Vortriebs-Rohrspitzende (8) zugewandt ist, als Glockenmuffe (19) zum Einstecken des Spitz­ endes (8) ausgebildet ist.