DE69003455T2

DE69003455T2 - Rohrberster.

Info

Publication number: DE69003455T2
Application number: DE90306282T
Authority: DE
Inventors: Alec Reginald Carruthers
Original assignee: British Gas PLC
Current assignee: BG Group Ltd
Priority date: 1989-06-09
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2010-06-09
Also published as: CN1015818B; EP0402167B1; US5054677A; CA2018610C; GB2233060A; JPH0361782A; HK1006992A1; ES2044441T3; EP0402167A1; GB8913318D0; CN1048258A; JPH0637951B2; DE69003455D1; CA2018610A1

Description

Titel: Gerät zum Aufbrechen von Rohrleitungen

Die Erfindung bezieht sich auf Geräte zum Aufbrechen von Rohrleitungen (Rohrberster).
Es ist bekannt, vorhandene Rohre, wie Verteiler- Hauptleitungen für Erdgas, durch Aufbrechen der Rohrleitung unter Verwendung eines Rohrbersters und durch Einsetzen eines neuen Rohres in dem durch den Berster im Boden gebildeten Durchgang zu ersetzen. Diese Technik ist beispielsweise in den britischen Patentschriften 2 092 701 und 2 169 681 beschrieben, die auch Ausführungsbeispiele von Rohrberstern offenbaren.
Im GB-Patent 2 092 701 ist eine Mole beschrieben, die drei oder mehr Klingen aufweist, die in bezug auf die Mole (unter der Erdoberfläche vortreibbares Werkzeug) schwenkbar gelagert sind. Die Klingen werden nach außen gedrückt, um das Rohr zu knacken, und zwar mit Hilfe eines hydraulisch angetriebenen Nockens. Nachdem das Rohr geknackt worden ist, wird die Mole vorwärts durch das Rohr hindurchgezogen, um das zerbrochene Rohr und das umgebende Erdreich durch den konisch vergrößerten Körper am hinteren Ende der Klingen zu verdrängen.
Bei einer anderen Ausführungsform wird die Mole durch einen pneumatisch beaufschlagten Schlagmechanismus vorwärts getrieben, wobei die Klingen ortsfest verbleiben. Eine Klinge ist vorne schwenkbar gelagert, und auf sie wird durch einen Hydraulikkolben und -zylinder eingewirkt, um die Klinge nach außen zu drücken und eine Rohrmuffe zu knacken. Danach schiebt sich die Mole unter der Einwirkung des Schlagmechanismus vor, um das zerbrochene Rohr und das umgebende Erdreich durch den konisch erweiterten Körper hinter den Klingen zu verdrängen.
Bei keinem Ausführungsbeispiel wird Erde sowohl durch die Klinge als auch durch die Mole verdrängt. Mit anderen Worten: Die Aktion verläuft wie folgt erstens werden die Klingen oder wird die Klinge ausgedehnt und dann zurückgezogen; zweitens schiebt sich die Mole vor, um das zerbrochene Rohr und das umgebende Erdreich zu verdrängen. Eine solche Aktion erfordert eine sehr hohe Kraft zum Vortreiben der Mole, da sie das gebrochene Rohr und Erde beim Vorschub verdrängen muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,ein Gerät zum Aufbrechen von Rohrleitungen zu schaffen, das das zerbrochene Rohr und die umgebende Erde durch Trennung der Teile um den Schwenkzapfen verdrängt und dann in den so gewonnenen Spielraum vorrückt.
Ein Gerät zum Aufbrechen von Rohrleitungen der aus GB-A-2092701 bekannten Bauart weist einen langgestreckten Körper auf, der sich in Längsrichtung des Körpers verjüngt und aus ersten und zweiten Teilen besteht, die sich in der genannten Richtung erstrecken, wobei die Teile durch einen querverlaufenden Schwenkbolzen verbunden sind und die Teile um den Bolzen mittels einer hydraulisch betätigten Kolben- Zylinder-Einrichtung trennbar sind.
Ein solches Gerät ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die Kennzeichnungsmerkmale des Patentanspruchs 1.
Ein Ausführungsbeispiel des Gerätes (Rohrbersters) wird nunmehr mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen
Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch den oberen Teil des Körpers, wie bei I-I in Fig. 2 angedeutet, in einem kleineren Maßstab,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch das komplette Gerät, im gleichen Maßstab wie Fig. 1,
Fig. 3 eine Endansicht von rechts in Fig. 2 in einem größeren Maßstab, die
Fig. 4 bis 7 Vertikalschnitte nach den Linien IV-IV, V-V, VI-VI und VII-VII in Fig. 2, im gleichen Maßstab wie in Fig. 3, und
Fig. 8 einen vertikalen Längsaufriß durch eine abgeänderte Ausführungsform des Gerätes.
Der Rohrberster 10 weist ein erstes oder unterstes Teil 12 und ein zweites, oberstes Teil 14 auf, wobei beide Teile sich in Längsrichtung des Rohrbersters 10 erstrecken. Die Teile 12, 14 sind beide so gestaltet, daß sie dem Rohrberster 10 eine Form geben, die in Längsrichtung zum vorderen Ende hin verjüngt ist, wo ein Auge 16 am zweiten Teil 14 vorgesehen ist. Das erste Teil 12 wird im zweiten Teil 14 aufgenommen, welches kanalförmig dort gestaltet ist, wo es das erste Teil 12 aufnimmt. Das zweite Teil 14 hat Seitenwände 18, zwischen denen das erste Teil 12 aufgenommen wird.
Die beiden Teile 12, 14 sind durch einen querliegenden Schwenkzapfen 20 verbunden. Das erste Teil 12 hat einen Kolben-Zylinder-Mechanismus 22, von dem die Kolbenstange 24 auf die Basis 26 des Kanals 24 in dem zweiten Teil 14 einwirkt. Der Kolben-Zylinder-Mechanismus 22 weist einen Zylinder 30, der in einer Aussparung 32 im zweiten Teil 14 sitzt, und einen Kolben 34 auf, der im Zylinder 30 gleitet. Der Zylinder 30 besitzt einen O-Ring 40. Die Wand der Aussparung 32 trägt einen weiteren O-Ring 42, der auf den Zylinder 30 einwirkt. Der Zylinder 30 hat einen O-Ring 44, der auf die Kolbenstange 24 einwirkt. Der Kolben 34 hat einen O-Ring 46, der an der Innenseite des Zylinders 30 anliegt (siehe Fig. 4).
Das Innere des Zylinders oberhalb des Kolbens 34 ist mit der Hydraulikzufuhr (nicht dargestellt) durch einen Durchgang 48 verbunden, der mit einem Verbindungsstück 50 für einen Hydraulikschlauch verbunden ist. Der Zylinder ist unterhalb des Kolbens 24 durch einen Durchgang 52 mit einem weiteren Verbindungsstück 54 verbunden. Das Verbindungsstück 54 liefert Strömungsmittel unter Hochdruck, um den Kolben 34 nach außen zu drücken.Das Verbindungsstück 50 ermöglicht die Zufuhr von Strömungsmittel vor Kopf des Kolbens 34, damit dieser nach innen zurückkehren kann.
Das erste Teil 12 hat eine Anschlagfläche 60, die mit einer Anschlagfläche 62 am zweiten Teil 14 bei vollem Hub des Kolben-Zylinder-Mechanismus 22 in Wirkverbindung tritt. Erdteilchen werden am Eintritt in das kanalförmige Teil 14 vor dem Teil 12 durch einen Gummiblock 68 gehindert, der zwischen den beiden Teilen unmittelbar vor dem Schwenkzapfen 20 zusammengepreßt ist.
Der Berster 10 wird zum Aufbrechen eines Rohres, z.B. eines Gasverteilerrohres aus Gußeisen, verwendet. Ausgrabungen werden an jedem Ende einer Rohrlänge, die aufgebrochen werden soll, eröffnet, und der Berster wird durch das Rohr hindurch mittels eines Windenkabels gezogen, das sich durch das Rohr hindurch erstreckt und am Auge 16 befestigt ist. Der Berster 10, wie dargestellt, ist dafür vorgesehen, ein Gußeisenrohr von 4 Zoll (100 mm) Nennbohrung aufzubrechen. Ein solches Rohr hat eine Wandstärke von 0,4 Zoll (10 mm). Die bei solchen Hauptleitungen verwendeten Muffenverbindungen haben jedoch eine maximale Wandstärke von 1,2 Zoll (38 mm). Die maximale Kraft, die notwendig ist, um solche Verbindungsmuffen zu brechen, beträgt 14 bis 15 Tonnen (140 bis 150 kN). Der Berster wurde so konstruiert, daß er eine solche Kraft aufbringt, wenn das Rohr oder die Verbindungsmuffe an der zweiten Linie VI-VI positioniert ist.
Die Betriebsweise des Bersters 10 ist zunächst, die beiden Teile 12, 14 durch Ausdehnen des Kolben-Zylinder- Mechanismus 22 zu expandieren. Dies zerbricht das Rohr oder die Verbindungsmuffe und verdrängt das zerbrochene Rohr oder die zerbrochene Verbindungsmuffe sowie die umgebende Erde nach außen, um einen Freiraum zu bilden. Dann, wenn der Freiraum gebildet ist, zieht die Zugkraft am Windenseil den Berster 10 vorwärts in den so gebildeten Freiraum hinein.
Fig. 8 zeigt einen Berster mit drei Kolben und Zylindern 22. Der erste davon befindet sich bei Position 70, wo der Kolben und Zylinder der ersten Ausführungsform dargestellt ist. Die anderen beiden befinden sich bei den Positionen 72 und 74, d.h. an solchen Stellen, wo sie das auf den Körper durch das Rohr zur Einwirkung gebrachte Biegemoment abstützen. Insbesondere befinden sich der Kolben und Zylinder bei Position 74 dicht bei oder an dieser Stelle. Der Kolben und Zylinder bei Position 72 können bei einer anderen Ausführungsform weggelassen werden. In Fig. 8 haben die beiden Teile 12, 14 Rippen 80, 82, damit konzentrierte Kräfte auf das Rohr einwirken. Die Rippen sind wahlweise vorgesehen.
Beide Ausführungsformen haben in jeder Seitenwand 18 in der Nähe des unteren Randes eine Längsdichtung, die mit dem Teil 12 in Reibkontakt steht. Außerdem ist eine Querdichtung in der hinteren Platte vorgesehen, die die Endwand des kanalförmigen Teils 14 bildet. Diese Dichtung ist gerade unterhalb der Anschlagfläche 62 angeordnet und steht mit dem Teil 12 in Reibkontakt. Die Dichtungen verhindern das Eindringen von Erdteilchen zwischen die Teile 12, 14. Die Aussparung in der Endwand ist durch einen Adapter (nicht dargestellt) geschlossen, der die Hydraulikverbindungen vorsieht.
Obwohl die Endwand des kanalförmigen Teils 14 als flache Platte in den Zeichnungen dargestellt ist, wird sie in Wirklichkeit als ein Krümmungsradius bearbeitet (der auf die Mitte des Schwenkzapfens 20 zentriert ist), und zwar an der Innenfläche, welche die soeben erwähnte Dichtung trägt. Die Endfläche des Teils 12 ist ähnlich bearbeitet.
Die Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 7 wird für kleinere Rohrgrößen, z.B. 4 Zoll (100 mm), bevorzugt. In diesem Fall ist es notwendig, ein Hebelprinzip anzuwenden, um die an einer Rohrmuffe angewandten Kräfte zu vergrößern, z.B. weil die Rohrgröße die Verwendung einer direkt wirkenden Kolben-Zylinder-Vorrichtung ohne Kompromittierung der mechanischen Festigkeit des Rohrbersters einschränkt.

Claims

1. Gerät zum Aufbrechen von Rohrleitungen, mit einem langgestreckten Körper, der sich in Längsrichtung des Körpers verjüngt und aus ersten und zweiten Teilen (12, 14) besteht, die sich in der genannten Richtung erstrecken, wobei die Teile durch einen querverlaufenden Schwenkbolzen (20) verbunden sind und die Teile um den Bolzen mittels einer hydraulisch betätigten Kolben-Zylinder-Einrichtung (22) trennbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung der Teile (12, 14) um den Schwenkbolzen (20) das umgebende Rohr zerbricht und das zerbrochene Rohr sowie die umgebende Erde verdrängt, um einen Spielraum zu schaffen, in den das Aufbrechgerät ohne weiteres Zerbrechen des umgebenden Rohres oder weitere Verdrängung des zerbrochenen Rohres und der umgebenden Erde vorrückt, wobei der erste Teil (12) die Kolben-Zylinder- Einrichtung (22) aufweist und innerhalb des zweiten Teils (14) aufgenommen wird, der eine Kanalform aufweist, wo er den ersten Teil aufnimmt, und Seitenwände hat, zwischen denen der erste Teil (12) aufgenommen wird, wobei der Umfang des Körpers im wesentlichen eine geschlossene Kurve ist und innerhalb der Länge des ersten Teils (12) der Umfang des Körpers durch die Trennung vergrößert wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Kolben-Zylinder- Einrichtung einen einzelnen Kolben und Zylinder (22) aufweist.

3. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Kolben-Zylinder- Einrichtung mehr als einen Kolben und Zylinder (22) aufweist.

4. Gerät nach Anspruch 3, bei dem der eine Kolben und Zylinder (22) an oder dicht dn der Stelle angeordnet ist, an der das Gerät zuerst an dem unzerbrochenen Rohr angreift.