HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung:
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Die Erfindung betrifft ein Rohrvortriebsgerät, das zur
Herstellung einer Pipeline im Boden geeignet ist und
insbesondere ein Gerät zum Vortrieb mehrerer in Folge
angeordneter Rohre, mit einer Basisschubeinrichtung zur Erzeugung
eines den Rohren zuführbaren Schubes und
Zwischenschubeinrichtungen zur Aufnahme des von der Basisschubeinrichtung
herrührenden Schubes und Beaufschlagung eines der Rohre mit
dem aufgenommenen Schub.
Beschreibung des Standes der Technik:
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Ein Rohrvortriebsgerät zur Herstellung einer Pipeline im
Boden umfaßt im allgemeinen eine Schildvortriebsmaschine
zum Abgraben von Erde und Sand und einen
Basisschubmechanismus, um aufeinanderfolgend mehrere Rohre in einen Raum
zu pressen, der durch das Abgraben der Erde und des Sandes
mit Hilfe der Vortriebsmaschine erzielt wurde, derartig,
daß die Rohre in dem Raum angeordnet werden, während die
Rohre zusammen mit der Vortriebsmaschine vorwärtsbewegt
werden.
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Gemäß einem Rohrvortriebsgerät dieser Art wird ein Schub
oder eine Antriebskraft von dem Basisschubmechanismus auf
das hinterste Rohr ausgeübt, um alle Rohre zusammen mit der
Vortriebsmaschine vorwärtszubewegen. Dadurch wird der
notwenige Schub zur Vorwärtsbewegung der Rohre und der
Vortriebsmaschine in Abhängigkeit von der Gesamtlänge der
vorzuweisenden Rohre vergrößert, d.h. einem Abstand
zwischen vertikalen Schäften. Als Resultat dessen wirkt ein
starker Schub auf die Rohre, insbesondere auf das hinterste
Rohr. Wenn der starke Schub, wie zuvor erwähnt, auf das
Rohr wirkt, ist die Gefahr sehr groß, daß das einem
derartig hohen Schub unterworfene Rohr bricht. Wird die
mechanische Festigkeit des Rohres erhöht, um das Brechen des
Rohres zu verhindern, so werden die Kosten für das Rohr
hoch. Aus diesem Grund kann der Abstand zwischen den
vertikalen Schäften nicht vergrößert werden, wenn die Pipeline
in dem Boden durch den Rohrvortriebsapparat hergestellt
wird.
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Um das zuvor erläuterte Problem zu überwinden, wird ein
Rohrvortriebsgerät gemäß dem ersten Teil des Anspruchs 1
vorgeschlagen, das mit einem Zwischenschubmechanismus
versehen ist, um den Schub, wie zuvor erwähnt, auf ein anderes
Rohr als das hinterste Rohr auszuüben.
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Dieses Rohrvortriebsgerät, das den internen und öffentlich
bekannten Stand der Technik des Anmelders darstellt,
liefert den Schub nicht nur an das hinterste Rohr, sondern
über den Zwischenschubmechanismus auch an eines der
dazwischen liegenden Rohre. Bei diesem Rohrvortriebsgerät muß
jedoch der Zwischenschubmechanismus schließlich
auseinandergebaut und entfernt werden, so daß dieses
Rohrvortriebsgerät lediglich im Falle der Herstellung einer Pipeline
einer Größe verwendet werden kann, die ein Bedienungsmann
betreten kann.
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Aus der DE-A-3 024 506 ist eine Zwischenschubeinrichtung
bekannt, die verwendet wird, um den Abstand zwischen Rohren
zu reduzieren, während diese Rohre vorwärtsbewegt werden
müssen. Diese bekannte Zwischenschubeinrichtung umfaßt
einen zwischen zwei aneinander angrenzenden Rohren
angeordneten Hydraulikzylinder, der auf beide aneinandergrenzenden
Rohre Kraft ausübt.
Zusammenfassung der Erfindung:
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein
Rohrvortriebsgerät zur Verfügung zu stellen, um einen Abstand zwischen
vertikalen Schäften expandieren zu können, um für den Fall
angewandt zu werden, bei dem eine Pipeline kleinen
Durchmessers erstellt wird, ohne daß die mechanische Festigkeit
des Rohres erhöht wird.
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Dieses Ziel wird bei einem Vortriebsgerät gemäß dem ersten
Teil des Anspruchs 1 dadurch erreicht, daß die
Zwischenschubeinrichtung einen Preßkopf mit einem Teil aufweist,
das in eine Position bringbar ist, in der das Teil gegen
die hintere Endfläche des einen der Rohre bei
Vorwärtsbewegung der Schubeinrichtung angrenzen kann und in eine andere
Position bringbar ist, in der das Teil die Vorwärtsbewegung
der folgenden Rohre nicht beeinträchtigt, wenn die
Zwischenschubeinrichtung entfernt wird und einen
Zwischenkörper, der sich vom Preßkopf rückwärts erstreckt, derart, daß
er den von der Basisschubeinrichtung stammenden Schub
aufnimmt und den aufgenommenen Schub dem Preßkopf zuführt.
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Der von der Basisschubeinrichtung zugeführte Schub wirkt
auf das hinterste Rohr und das Zwischenrohr. Dadurch kann
erfindungsgemäß ein Abstand zwischen einem Anfangsschacht
und einem Endschacht verlängert werden, ohne daß die
mechanische Festigkeit des Rohres vergrößert werden muß.
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Der Preßkopf kann ohne auseinandergebaut werden zu müssen,
durch Rückwärtsziehen entfernt werden, so daß das
erfindungsgemäße Rohrvortriebsgerät in dem Fall angewandt werden
kann, in dem die Pipeline geringen Durchmessers einer Größe
hergestellt wird, bei der ein Bedienungsmann nicht
hineingelangen kann.
Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorhergehenden und andere Ziele und Merkmale der
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf
die beigefügten Zeichnungen offensichtlich.
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Es zeigen:
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Fig. 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Rohrvortriebsgerätes;
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Fig. 2 eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines
Preßkopfes;
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Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in
Fig. 2; und
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Fig. 4 den Preßkopf, wenn ein Zwischenschubmechanismus
entfernt wurd.
Detaillierte Beschreibung des bevorzugten
Ausführungsbeispiels:
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Ein in Fig. 1 gezeigtes Rohrvortriebsgerät 10 weist eine
Abgrabmaschine 12 zum Abgraben von Erde und Sand, einen
Basisschubmechanismus 16 zum Preßsitzen mehrerer
aufeinanderfolgender Rohre 14 in einen Raum, der durch Abgraben der
Erde und des Sandes mit Hilfe der Abgrabmaschine 12 erzielt
wird, und einen Zwischenschubmechanismus 18 zur Übertragung
eines Schubes oder einer Antriebskraft, die durch den
Basisschubmechanismus 16 erzeugt wurde, auf eines 14m der
Rohre, das nicht das hinterste Rohr ist, auf.
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Die Abgrabmaschine 12 ist eine bekannte
Schildvortriebsmaschine zum Abgraben der Erde und des Sandes, während sie
vorwärtsbewegt wird, indem sie über jedes Rohr 14 von dem
Basisschubmechanismus 16 einen Schub aufnimmt. Daher umfaßt
die Abgrabmaschine 12 einen rohrförmigen Schildkörper,
einen am vorderen Ende des Schildkörpers angeordneten und
um die Achse des Schildkörpers rotierbaren Schneidkopf,
einen Rotationsmechanismus zur Drehung des Schneidkopfes,
mehrere Richtunskorrekturzylinder zur Einstellung der
Abgrabrichtung und einen Schlamm- bzw.
Schlickverarbeitungsmechanismus zur Verarbeitung der abgegrabenen Erde und des
Sandes oder ähnlichem. Derartige Abgrabmaschinen sind in
den US-A-4 630 869, US-A-4 655 493, US-A-4 692 062 oder
ähnlichen beispielsweise offenbart.
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Der Basisschubmechanismus 16 weist mehrere synchron
betriebene, mehrstufige Zylinder 20, einen durch den Betrieb
jedes Zylinders 20 hin- und herbewegten Schieber 22 zur
Übertragung eines Schubes auf das hinterste Rohr, wenn die
Abgrabmaschine vorwärtsbewegt wird und eine Führung 24 zur
Begrenzung der Bewegung des Schiebers, auf. Der
Basisschubmechanismus 16 ist in einem Startschacht 26 angeordnet. In
dem Schacht 26 ist eine Wand 28 zum Zwecke des Gegendrucks
ausgebildet. Der zuvor beschriebene Basisschubmechanismus
ist ebenfalls in der US-A-4 662 606 offenbart.
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Ein bekannter Ring 30 ist in einer Verbindung zwischen
aneinander angrenzenden Rohren 14 angeordnet, mit Ausnahme
einer Verbindung zwischen einem Rohr 14m, dem der Schub von
dem Zwischenschubmechanismus 18 zugeführt wird und einem
Rohr 14n, das nach dem Rohr 14m angeordnet ist. Jeder Ring
30 hat einen nach innen gerichteten Flanschabschnitt, der
an der Innenseite eines rohrförmigen Abschnittes zur
Aufnahme eines Endes des Rohres 14 vorgesehen ist und sich von
der inneren Umfangsfläche des rohrförmigen Abschnittes
entlang einer Ebene senkrecht zu der Achse des rohrförmigen
Abschnittes erstreckt. Der Flanschabschnitt ist derart
angepaßt, daß er gegen die Endfläche des in den
rohrförmigen Abschnitt eingeführten Rohres drückt bzw. an diesem
anliegt. Ein anderer Ring 30 desselben Typs ist ebenfalls
in einer Verbindung zwischen der Abgrabmaschine 12 und dem
vordersten Rohr 14 angeordnet.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, ist ein Ring 32 in der Verbindung
zwischen dem Rohr 14m, dem der Schub von dem
Zwischenschubmechanismus 18 zugeführt wird, und dem dem Rohr 14m
nachfolgenden Rohr 14n angeordnet. Dieser Ring 32 ähnelt
insofern dem Ring 30, als der Ring 32 einen nach innen
gerichteten Flanschabschnitt 36 aufweist, der an der Innenseite
eines rohrförmigen Abschnittes 34 zur Aufnahme eines Endes
des Rohres 14 vorgesehen ist und sich von der inneren
Umfangsfläche des rohrfömrigen Abschnittes längs einer
ortogonal zur Achse des rohrförmigen Abschnittes verlaufenden
Ebene erstreckt. Der Ring 32 unterscheidet sich jedoch
insofern von dem Ring 30, daß die Länge des rohrförmigen
Abschnittes 34 größer ist als die des Rings 30.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, ist ein Dichtteil 38 zur
Aufrechterhaltung der Flüssigkeitsabdichtung zwischen den Ringen
30, 32 und dem Rohr 14 in beiden Enden jedes Rohres 14
angeordnet.
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Der Zwischenschubmechanismus 18 umfaßt einen rohrförmigen
Zwischenkörper oder Hilfskörper, d.h. Verlegekörper 40, der
sich koaxial in jedes Rohr hinter dem Rohr 14n, dem der
Schub von dem Zwischenschubmechanismus 18 zugeführt wird,
erstreckt. Auf einem Ende des Hilfskörpers 40 ist ein
Preßkopf zum Pressen des hinteren Ende des Rohres 14m
angeordnet. Der Hilfskörper 40 ist mit mehreren rohrförmigen
Teilen versehen, welche die gleiche Länge aufweisen wie ein
Rohr 14. Jedes rohrförmige Teil ist trennbar untereinander
und hintereinander mittels einer Mehrzahl an Bolzen und
Nuttern derart verbunden, daß es den von dem
Basisschubmechanismus 16 stammenden Schub aufnehmen und den
aufgenommenen Schub dem Preßkopf zuführen kann. Auch wenn ein neues
Rohr zwischen dem hintersten Rohr und dem
Basisschubmechanismus 16 angeordnet wird, ist das vordere Ende eines neuen
rohrförmigen Teiles entfernbar mit dem hinteren Ende des
hintersten rohrförmigen Teiles verbunden. Das hintere Ende
des hintersten rohrförmigen Teiles ist derart ausgestaltet,
daß es gegen die vordere Endfläche des Schiebers 22 des
Basisschubmechanismus 16 anliegend drückt und dann den
Schub von der vorderen Endfläche des Schiebers aufnimmt.
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Wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, umfaßt der Preßkopf 42
mehrere Klauenanordnungen 43, die an dem vorderen Ende des
Hilfskörpers 40 unter gleichem Winkelabständen um die Achse
des Hilfskörpers 40 herum angeordnet sind. Jede
Klauenanordnung 43 ist mit mehreren Trageteilen 44 versehen, die an
dem vorderen Ende des Hilfskörpers 40 befestigt sind, um
voneinander in Richtung einer imaginären Achse beabstandet
zu sein, die sich in einer Ebene senkrecht zur Achse der
Rohre 14 erstreckt, sowie mit mehreren Klauen 46, die von
dem Hilfskörper 40 aus nach vorne ragen, mit einem Schaft
48, durch den das hintere Ende der Klaue 46 durch das
Trageteil 44 derart getragen wird, daß es die Klaue 46 winklig
um die imaginäre Achse senkrecht zu der Achse des
Hilfskörpers 40 dreht, mit einer Platte 50 zur Verbindung der
vorderen Enden der Klauen 46 untereinander und mit einer
Blattfeder 52, die der Klaue 46 eine Kraft überträgt, durch
welche die Klaue 46 um den Schaft 48 drehen kann.
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Jede Klaue 46 weist eine Nabe oder ein Gewindeauge auf
ihrem hinteren Ende auf, die zur Aufnahme des Schaftes 48
ausgestaltet ist. Jede Nabe ist mit einem Stopperteil 54
versehen, das gegen die vordere Endfläche des Hilfskörpers
anliegt, wenn eine Kraft auf die Klaue in Richtung der
Öffnung jeder Klaue 46 wirkt, d.h. in der Richtung der
Trennung der jeweiligen Platten 50 voneinander, sowie mit
einem anderen Stopperteil 56, das gegen die Innenfläche des
vorderen Endes des Hilfskörpers 40 anliegt, wenn eine Kraft
auf die Klaue 46 in der Richtung des Verschlusses jeder
Klauen 46, d.h. in der Richtung der Annäherung der
entsprechenden Platten 50 aufeinanderzu wirkt.
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Die Blattfeder 52 ist zwischen dem vorderen Ende des
Trageteils 44 und dem hinteren Ende der Platte 50 angeordnet.
Wenn die mit der Blattfeder 52 in Eingriff stehende Platte
50 außerhalb der Verlängerung einer Linie positioniert ist,
welche die Verbindung der Position des mit der Blattfeder
52 in Eingriff stehenden Trageteiles 44 und des
Rotationszentrums der Klaue 46 darstellt, d.h. wenn die Klaue 46 an
der Seite der in Fig. 2 mit durchgezogener Linie
dargestellten Stellung angeordnet ist, wirkt daher die Kraft der
Blattfeder 52 auf die Klaue 46, um die Klaue 46 geöffnet zu
halten. Wenn die mit der Blattfeder 52 in Eingriff stehende
Platte 50 innerhalb der Verlängerung der zuvor erwähnten
Linie positioniert ist, d.h. wenn die Klaue 46 auf der
Seite der in Fig. 2 mit Unterbrechung und zwei Punkten
dargestellten Linie angeordnet ist, wirkt andererseits die
Kraft der Blattfeder 52 auf die Klaue 46, um die Klaue 46
geschlossen zu halten.
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Wenn das Rohr 14 vorgetrieben wird, findet der
Zwischenschubmechanismus 18 solange keine Verwendung, bis eine
vorbestimmte Anzahl an Rohren vollständig in den
abgegrabenen Raum im Boden eingepreßt ist, so daß jedes Rohr 14
durch den von dem Schieber 22 des Basisschubmechanismus 16
dem hintersten Rohr zugeführten Schub vorwärtsbewegt wird.
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Ist die vorbestimmte Anzahl an Rohren in den abgegrabenen
Raum eingepreßt, so wird der Ring 32 auf dem hinteren Ende
des Rohres 14m befestigt und der Zwischenschubmechanismus
18, der sich in einem Zustand befindet, in dem er in das
darauffolgende Rohr 14n eingeführt werden kann, wird
zwischen dem Rohr 14m und dem Schieber 22 angeordnet, zusammen
mit dem Rohr 14n. Dann werden das Rohr 14n und der
Zwischenschubmechanismus 18 durch die Betätigung des
Basisschubmechanismus 16 in Richtung des Rohres 14m gedrückt.
Dabei wird das vordere Ende des Rohres 14n in den Ring 32
eingepaßt.
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Bevor der Zwischenschubmechanismus 18 in Richtung des
Rohres 14m gepreßt wird, wird jede Klaue 46 des
Zwischenschubmechanismus 18 in die mit durchgezogener Linie in Fig. 2
dargestellte Position gedreht. Dadurch wird die Platte 50
gegen den Flansch 36 des Rings 32 gedrückt, da jede Klaue
46 durch die Kraft der Blattfeder 52 derart geöffnet wird,
daß die Platte 50 des Zwischenschubmechanismus 18 dem Rohr
14m gegenüberliegt und dadurch dem Flansch 36 des Rings 32.
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Wie des weiteren in Fig. 3 gezeigt, sind Rohre 58, 60 zum
Transport der abgegrabenen Erde und des Sandes, eine
Energieleitung, um den Betrieb der Abgrabmaschine zu
gewährleisten, eine Signalleitung zur Steuerung der
Abgrabmaschine oder ähnlichem derart angepaßt, daß sie durch den
Hilfskörper 40 gelangen.
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Wenn der Zwischenschubmechanismus 18, wie in Fig. 2 gezeigt
angeordnet ist, wird der durch die Ausdehnung des Zylinders
20 des Basisschubmechanismus 16 erzeugte Schub durch den
Zwischenschubmechanismus 18 und den Ring 32 zusätzlich zu
dem hintersten Rohr dem Rohr 14m, zugeführt. Dadurch wird
jedes vor dem Rohr 14n angeordnete Rohr durch den über den
Zwischenschubmechanismus 18 und den Ring 32 dem Rohr 14m
zugeführten Schub vorwärtsbewegt, wobei jedes hinter dem
Rohr 14m angeordnete Rohr durch den direkt von dem
Mechanismus 16 dem hintersten Rohr zugeführten Schub
vorwärtsbewegt wird.
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Der auf den Zwischenschubmechanismus wirkende Schub wird
von dem Hilfskörper 40 über jedes Trageteil 44, Schaft 48,
Klaue 46 und Platte 50 dem Ring 32 zugeführt. Dadurch wirkt
die Kraft zur Weiterbewegung der Platte 50 in Richtung
eines Hauptkörperabschnittes des Ringes 32, d.h. die Kraft
zur Öffnung der Klaue 46 auf die Klaue 46. Da jedoch das
Stopperteil 54 der Klaue 46 gegen die vordere Endfläche des
Hilfskörpers 40 anliegt, wird die Klaue 46 nicht weiter
geöffnet. Demgemäß wird der Ring 32 durch die Platte 50
oder die Klaue 46 weniger häufig gebrochen.
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Wird der Zwischenschubmechanismus 18 entfernt, so ist das
hintere Ende des Hilfskörpers 40 mit dem Schieber 22 des
Basisschubmechanismus 16 verbunden und der
Basisschubmechanismus 16 wird dann in der der zuvor erwähnten Richtung
entgegengesetzten Richtung betrieben, d.h. in der Richtung
des Rückzuges des Zwischenschubmechanismus 18. Da die Klaue
46 des Zwischenschubmechanismus 18 in einen Zustand
zurückgezogen wird, so daß der hintere Teil der Klaue, wie in
Fig. 4 gezeigt, in Kontakt mit dem vorderen Ende des
Hilfskörpers 40 gebracht wurde, wird dann die Klaue 46 in ihre
Verschlußstellung gedreht und dann in das darauffolgende
Rohr zurückgezogen. Aus diesem Grund muß der Preßkopf 42 in
dem Rohr nicht auseinander montiert werden.
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Wenn das rohrförmige Teil am hintersten Abschnitt des
Hilfskörpers 40 vollständig in den Schacht 26 zurückgezogen
ist, wird das hinterste rohrförmige Teil von dem
darauffolgenden rohrförmigen Teil und dann aus dem Schaft 26
genommen.
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Darauffolgend wird der Vorgang des Zurückziehens des
Zwischenschubmechanismus 18 um einen Wert, der der Länge eines
den Hilfskörper 40 bildenden rohrförmigen Teiles entspricht
und der Vorgang der Trennung des hintersten rohrförmigen
Teiles von den anderen rohrförmigen Teilen und die
Entfernung des getrennten rohrförmigen Teiles aus dem Schacht 26
wiederholt, bis der Preßkopf 42 des
Zwischenschubmechanismus 18 in den Schacht 26 zurückgezogen ist.