DE4134912A1 - Schlaggeraet zum einziehen von rohren in erdreich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schlaggerät zum Einziehen von Rohren in Erdreich, bestehend aus einem Vortriebskörper, einem darin angeordneten, durch Druckluft hin und her be­ wegbaren Schlagkolben, der in Vortriebsrichtung Stoßimpulse auf den Vortriebskörper überträgt, einer Einrichtung zur Druckluftsteuerung für eine wechselseitige Schlagkolbenbe­ aufschlagung und einer im Schlepp mitgeführten Druckluft­ leitung.

Schlaggeräte zum Einrammen oder Einziehen von Rohren in Erdreich sind im wesentlichen in zwei Grundausführungen be­ kannt. Bei der einen Ausführung ist ein torpedoähnlicher Körper vorgesehen, der durch eine eingebaute druckluftbe­ triebene Schlagvorrichtung in das Erdreich eingetrieben wird und dabei das Erdreich verdrängt. Am rückwärtigen Ende des torpedoähnlichen Körpers werden die Rohre befestigt und in die gebildete Röhre eingezogen. Diese Ausführung hat aber den wesentlichen Nachteil, daß das Erdreich durch den tor­ pedoähnlichen Körper seitlich verdrängt wird und im näheren Bereich liegende Versorgungsleitungen, z. B. Stromkabel, Gasleitungen u. dgl. beschädigt werden können. Außerdem läßt sich eine solche Vortriebseinrichtung nur ungenau füh­ ren, weil die konische Spitze an festen Hindernissen im Erd­ reich abgleiten kann. Mit Nachteilen behaftet ist auch die zweite Ausführungsart, bei der ein rohrförmiger Körper mit­ tels eines Schlaggerätes in das Erdreich eingetrieben wird. Bei dieser Ausführung muß der nach dem Vortrieb im Rohrin­ neren verbliebene Kern entfernt werden. Das geschieht in der Regel dadurch, daß auf einer Seite des eingetriebenen Roh­ res ein Deckel mit einem Druckluftanschluß aufgesetzt wird und der Kern durch Druckluft zum anderen Rohrende hin her­ ausgedrückt wird. Dieses Verfahren ist umständlich und setzt auf der gegenüberliegenden Seite eine relativ große Schachteinrichtung voraus, in welche das Material geblasen werden kann. Ein weiter Nachteil besteht darin, daß die Rohre miteinander verschweißt werden müssen, um die Schlag­ energie über die gesamte Rohrlänge übertragen zu können.

Die Erfindung geht davon aus, daß bei der Sanierung von Ab­ wasserkanälen in großem Umfang Hausanschlußleitungen unter­ irdisch einzuziehen sind. Zum Erneuern von Hausanschlußlei­ tungen und deren Einbindung in die Sammlerkanäle ist das so­ genannte Berliner Verfahren bekannt, bei dem genau über ei­ nem unterirdisch auszuwechselnden Sammlerrohr ein Sammel­ schacht errichtet wird, von dem aus, ebenfalls unterir­ disch, Hausanschlußrohre mittels Mini-Tunnel-Bohrmaschinen radial oder sternförmig zu den einzelnen Häusern vorgetrie­ ben werden. Nachdem die Häuser an die neuen Rohre ange­ schlossen sind, dient der Sammelschacht während der Sanie­ rungsarbeiten an dem darunter liegenden Sammlerrohr als Auffangbehälter, der ständig zu entleeren ist. Ist der Sam­ melkanal wieder hergestellt worden, wird er durch ein senk­ rechtes Rohr mit dem darüber liegenden Sammlerschacht ver­ bunden, und das Abwasser kann wieder durch den Sammelkanal abgeleitet werden. Dieses an sich sehr verkehrsfreundliche und umweltfreundliche Verfahren setzt sich nur zögernd durch, weil Hausanschlußtechniken mittels Bohrmaschinen auf­ wendig sind: die Preßstationenen für diese Bohrmaschinen erfordern große Sammelschachtdurchmesser, das Entsorgen des Bohrgutes aus dem Schacht ist umständlich, die Bohrge­ schwindigkeiten sind nicht befriedigend. Die bekannten Schlaggeräte sind auch wegen ihrer Erdverdrängung ungeeignet und weil in umständlicher Weise die Produktenrohre in die eingetriebenen, verschweißten Stahlrohre eingeführt werden müssen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schlaggerät der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß ein einfaches und problemfreies Einziehen von Rohren in Erdreich möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentan­ spruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Gegenüber den vorbekannten Ausführungen mit einem offenen vorderen Ende besteht der wesentliche Vorteil, daß das wäh­ rend der Schlagarbeit ausgeschnittene Erdreich durch den Sternmeißel des Schlagkolbens zerteilt, gleich von der Druckluft erfaßt und durch das zentrische Förderrohr abge­ fördert wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Produktrohre von dem Schlaggerät unmittelbar mit eingezogen werden. Schließlich hat das erfindungsgemäße Schlaggerät gegenüber den vorbekannten torpedoartigen Schlaggeräten den Vorteil, daß das ausgeschnittene Erdreich ohne Verdichtung des umliegenden Erdreichs abgefördert und eine wesentlich genauere Führung erzielt wird, weil das vordere Ende des Schlaggerätes offen ist und seitliche Verschiebungen größ­ tenteils vermieden werden. Der Schlagkolben wirkt beim Schlaghub zunächst auf das Schlagrohr ein und stößt dieses axial nach vorn. Der Sternmeißel teilt dabei das am vorderen Ende im Bereich des Schneidkopfes vorhandene Erdreich, so daß dieses von den radial in das Vortriebsrohr eindringen­ den Druckluft erfaßt und durch das Förderrohr nach hinten abgefördert wird. Sobald das Schlagrohr gegen das Vor­ triebsrohr anschlägt, wird das letztere weiter in das Erd­ reich eingetrieben. Beim Rückhub bringt die zuvor aufge­ spannte Feder das Schlagrohr wieder in die Ausgangspositi­ on, während der Schlagkolben innerhalb des Vortriebsrohres durch die Druckluftumsteuerung in die Ausgangslage zurück­ geführt wird und dabei in der rückwärtigen Kolbenkammer ei­ nen hohen Luftdruck aufbaut, der eine Druckluftumsteuerung erwirkt, so daß der anstehende Luftdruck den Schlagkolben nach vorne beschleunigt und kinetische Schlagenergie er­ zeugt.

Das Schlaggerät kann konstruktiv verschieden ausgeführt sein. Eine geeignete Ausbildung sieht vor, daß das Förder­ rohr durch den mit einer axialen Bohrung versehenen Schlag­ kopf führt. Weiterhin kann das Schlagrohr in einem im Vor­ triebsrohr angeordneten Querlager axial verschiebbar gela­ gert sein. Zweckmäßig ist am Kopfende des Vortriebsrohres eine mit sternförmigen Ausschnitten versehene Stauscheibe angebracht, durch welche die sternförmigen Rippen des Stern­ meißels ragen. Diese Stauscheibe lenkt einerseits das Erd­ reich in das Förderrohr und gibt außerdem dem Sternmeißel bei der Hubbewegung des Schlagrohres eine axiale Führung. Weiterhin sieht die Erfindung vor, das am rückwärtigen Ende des Vortriebsrohres ein ringförmiger Verteilungslock für die Druckluft angeordnet ist, an dem die zum Kopfende des Vortriebsrohres führenden Druckluftkanäle und die der Um­ steuerung des Schlagkolbens dienenden Druckluftkanäle und Abluftkanäle sowie die Druckluftleitung angeschlossen sind und der außerdem ein Umsteuerventil enthält. Das Umsteuer­ ventil für eine wechselseitige Beaufschlagung des Schlagkol­ bens mit Druckluft kann verschiedenartig ausgebildet sein, z. B. als zylinderförmiges oder scheibenförmiges Flatter­ ventil.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt; es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Schlaggerät, wobei sich der Schlagkolben in der vorderen Endlage be­ findet,

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1, jedoch mit einem in der rückwärtigen Endlage befindlichen Schlagkolben,

Fig. 3 den Gegenstand der Fig. 2 in einem mittleren Quer­ schnitt nach Linie A-B und

Fig. 4 den Gegenstand der Fig. 2 in einem mittleren Quer­ schnitt nach Linie C-D.

Das Schlaggerät besteht im wesentlichen aus einem Vor­ triebsrohr 1 mit einem Schneidkopf 2. Der Rohrdurchmesser kann verschieden sein und z. B. für Hausanschlußrohre 100 bis 200 mm betragen, aber auch darüber liegen. Axial inner­ halb des Vortriebsrohres 1 ist ein Förderrohr 3 angeordnet. Die Befestigung erfolgt mittels eines Flansches 4, der an das Förderrohr 3 angeformt ist und Bohrungen zur Durchfüh­ rung von zwei Druckluftleitungen 5 besitzt. Geeignet sind aber auch andere Befestigungsarten und andere Druckluftan­ schlüsse. Der Flansch 4 weist ein Außengewinde auf, mit dem er am rückwärtigen Ende in das Vortriebsrohr eingeschraubt ist. Die Befestigung kann aber auch auf andere Art und Wei­ se geschehen. Ebenfalls kann anstelle von zwei Druckluft­ leitungen 5 nur eine Druckluftleitung vorgesehen sein.

Das Förderrohr 3 ragt durch einen mit einer Axialbohrung 7 versehenen Schlagkolben 6. Weiterhin ist axial im Schlagge­ rät ein Schlagrohr 8 angeordnet, dessen rückwärtiges Teil 9 in das vordere Ende des Förderrohres 3 ragt. Das vordere En­ de 10 dieses Schlagrohres 8 hingegen ist in einem mittels einer Ringscheibe 12 am Vortriebsrohr 1 angebrachten Quer­ lager 11 in axialer Richtung verschiebbar gelagert. Das Schlagrohr 8 ist mit einer Ringschulter 13 versehen, die in Vortriebsrichtung vom Schlagkolben 6 beaufschlagbar ist und in Gegenrichtung unter der Spannung einer Druckfeder 15 steht. Die Vortriebsbewegung des Schlagrohres 8 wird durch eine am Vortriebsrohr 1 angebrachte Anschlagschulter 14 be­ grenzt, gegen welche die Ringschulter 13 anstößt. Am Kopf­ ende des Schlagrohres 8 ist ein ringförmiger Sternmeißel 16 befestigt, an den radial nach außen weisende Rippen 17 an­ gebracht sind. Weiterhin ist eine Stauscheibe 18 vorgese­ hen, die den Rippen 17 des Sternmeißels 16 entsprechende sternförmige Ausschnitte 19 aufweist. Diese Stauscheibe 18 ist ebenfalls im Inneren des Vortriebsrohres 1 befestigt und dient unter anderem der axialen Führung des Sternmeißels 16. Das Schlaggerät besitzt zahlreiche auf den Umfang verteilte Druckluftkanäle 20, die im Mantel des Vortriebsrohres 1 axial und nahezu über die gesamte Länge verlaufen. Sie sind am rückwärtigen Ende über einen Verteilerblock 24 unmittel­ bar an die Druckluftleitung 5 angeschlossen. Im vorderen Be­ reich hingegen münden sie in radiale Öffnungen 21, die bei zurückgezogenem Schlagrohr vor dem Sternmeißel 16 liegen (vgl. Fig. 2). Weiterhin sind im Mantel des Vortriebsrohres 1 übliche Druckluftkanäle 22 für den Rückhub des Schlagkol­ bens 6 und Abluftkanäle 23 vorgesehen. Das für die Umsteu­ erung des Schlagkolbens 6 erforderliche Umsteuerventil 25, beispielsweise ein Flatterventil, ist in dem Verteilerblock 24 enthalten.

Bei Anschluß an die Druckluftleitung wird der Schlagkolben 6 in an sich bekannter Weise mit hoher Geschwindigkeit hin und her bewegt. Bei der Vorwärtsbewegung schlägt er zu­ nächst auf die Ringschulter 13 des Schlagrohres 8 und stößt dieses unter Spannung der Druckfeder 15 nach vorn, bis die Ringschulter 13 gegen die Anschlagschulter 14 des Vor­ triebsrohres 1 anschlägt. Die Restenergie wird nunmehr un­ mittelbar auf das Vortriebsrohr 1 übertragen. Bei der Um­ steuerung des Schlagkolbens 6 wird das Schlagrohr 8 von der Druckfeder 15 wieder in die Ausgangslage (Fig. 2) zurückge­ drückt, bis der rückwärtige Teil des Sternmeißels 6 gegen das Querlager 11 zu Anlage kommt. Der vorgenannte Vorgang wiederholt sich mit der Schlagfrequenz des Gerätes. Durch die Stoßimpulse wird einerseits das Vortriebsrohr 1 mit seinem Schneidkopf 2 in das Erdreich eingeschlagen. Der an­ geschnittene Teil gelangt dann in den Schneidkopf 2 des Vortriebsrohres 1. Dort wird die Ortbrust von dem Stern­ meißel 16 des Schlagrohres 8 getroffen und zerteilt, so daß die durch die Druckluftkanäle 20 und Öffnungen 21 einströ­ mende Druckluft das gelöste Erdmaterial in das Förderrohr 3 mitreißt und zum rückwärtigen Ausgang transportiert. Das Förderrohr 3 dient also dem Abtransport des am Kopfende des Vortriebsrohres 1 angeschnitten und mittels des Sternmei­ ßels 16 gelockerten und zerkleinerten Erdmaterials zum rück­ wärtigen Ende hin. Die für die Druckluftzuführung vorgese­ henen Druckluftleitungen 5 sind vorzugsweise Druckschläuche, die mit dem Gerät mitgeschleppt werden. Mitgeführt wird wei­ terhin auch eine rohr- oder schlauchförmig ausgebildete rückwärtige Verlängerung des Förderrohres 3. In der Zeich­ nung nicht dargestellt ist ein am Ende des Vortriebsrohres 1 angebrachtes Befestigungsmittel für ein einzuziehendes Produktrohr, das im Schlepp mitgeführt werden kann.

Bezugzeichen

 1 Vortriebsrohr
 2 Schneidkopf
 3 Förderrohr
 4 Flansch
 5 Druckluftleitung
 6 Schlagkolben
 7 Axialbohrung
 8 Schlagrohr
 9 rückwärtiges Teil
10 vorderes Ende
11 Querlager
12 Ringscheibe
13 Ringschulter
14 Anschlagschulter
15 Druckfeder
16 Sternmeißel
17 Rippen
18 Stauscheibe
19 sternförmige Ausschnitte
20 Druckluftkanäle
21 Öffnungen
22 Druckluftkanäle (Rückhub)
23 Abluftkanäle
24 Verteilerblock
25 Umsteuerventil

Claims (5)

1. Schlaggerät zum Einziehen von Rohren in Erdreich, beste­ hend aus

• - einem Vortriebskörper,
• - einem darin angeordneten, durch Druckluft hin und her be­ wegbaren Schlagkolben, der in Vortriebsrichtung Stoßim­ pulse auf den Vortriebskörper überträgt,
• - einer Einrichtung zur Druckluftsteuerung für eine wech­ selseitige Schlagkolbenbeaufschlagung und
• - einer im Schlepp mitgeführten Druckluftleitung dadurch gekennzeichnet, daß
• - der Vortriebskörper als Vortriebsrohr (1) mit einem Schneidkopf (2) ausgebildet ist,
• - axial im Vortriebsrohr (1) ein Förderrohr (3) angeordnet ist,
• - ein Schlagrohr (8) am vorderen Ende des Förderrohres (3) mit einem begrenzten Hubweg axial verschiebbar gelagert ist,
• - das Schlagrohr (8) in Vortriebsrichtung vom Schlagkolben (6) beaufschlagbar ist und in Gegenrichtung unter der Spannung einer Druckfeder (15) steht, wobei das Spiel zwischen Schlagkolben (6), Schlagrohr (8) und Vortriebs­ rohr (1) derart abgestimmt ist, daß der Schlagkolben (6) beim Schlaghub zunächst auf das Schlagrohr (8) einwirkt, dieses axial nach vorn entgegen der Druckfederwirkung bis zum Anschlag gegen das Vortriebsrohr (1) treibt und bei Formschluß der Rest des Stoßimpulses auf das Vortriebs­ rohr (1) übertragen wird,
• - das Kopfende des Schlagrohres (8) mit einem ringförmigen Sternmeißel (16) ausgerüstet ist und
• - im Mantel des Vortriebsrohres (1) axial verlaufende Druckluftkanäle (20) angeordnet sind, die vor dem Stern­ meißel (16) radial in das Vortriebsrohr (1) münden und an die Druckluftleitung (5) angeschlossen sind.

2. Schlaggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderrohr (3) durch den mit einer Axialbohrung (7) versehenen Schlagkopf (6) führt.

3. Schlaggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schlagrohr (8) in einem im Vortreibsrohr (1) angeordneten Querlager (11) axial verschiebbar gelagert ist.

4. Schlaggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Kopfende des Vortriebsrohres (1) eine mit sternförmigen Ausschnitten (19) versehene Stau­ scheibe (18) angebracht ist, durch welche die sternför­ migen Rippen (19) des Sternmeißels (16) ragen.

5. Schlaggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am rückwärtigen Ende des Vortriebsroh­ res (1) ein ringförmiger Verteilungsblock (24) für die Druckluft angeordnet ist, an den die zum Kopfende des Vortriebsrohres führenden Druckluftkanäle (20) und die der Umsteuerung des Schlagkolbens (6) dienenden Druckluft­ kanäle (22) und Abluftkanäle (23), sowie die Druckluft­ leitungen (5) angeschlossen sind und der ein Umsteuer­ ventil (25) enthält.