EP0745175A1 - Verfahren zum ausbau eines erdkerns aus einem grabenlos verlegten rohr und molch zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum ausbau eines erdkerns aus einem grabenlos verlegten rohr und molch zur durchführung des verfahrens

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EP0745175A1
EP0745175A1 EP95909623A EP95909623A EP0745175A1 EP 0745175 A1 EP0745175 A1 EP 0745175A1 EP 95909623 A EP95909623 A EP 95909623A EP 95909623 A EP95909623 A EP 95909623A EP 0745175 A1 EP0745175 A1 EP 0745175A1
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EP
European Patent Office
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clamping
pig
pipe
lifting device
cylinder
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EP95909623A
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EP0745175B1 (de
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Horst Derwand
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Publication of EP0745175B1 publication Critical patent/EP0745175B1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
    • E21B37/02—Scrapers specially adapted therefor
    • E21B37/04—Scrapers specially adapted therefor operated by fluid pressure, e.g. free-piston scrapers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
    • B08B9/049—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes having self-contained propelling means for moving the cleaning devices along the pipes, i.e. self-propelled
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/18—Anchoring or feeding in the borehole

Definitions

  • the invention relates to a method for removing an earth core from a pipe trenchlessly laid by ramming or pressing, the two pipe ends of which are exposed, in which method a pig is inserted into a pipe end and moved in the longitudinal direction through the pipe, whereby through the pig the earth core is pushed out of the other end of the pipe.
  • the earth core is pushed out of the laid pipe with the help of a pig.
  • the pig is predominantly pressed against the earth's core with air, which is pumped into the pipe through an inlet connection that closes the pipe end, whereby this is pushed out of the other end of the pipe into a collecting pit.
  • the earth core emerges predominantly at an uncontrolled speed, and when the pig is pulled out, there can be a sudden relaxation of those still in the pipe air that is under and under high pressure, which entails a considerable risk of an accident and cannot be carried out in populated areas for noise reasons.
  • water instead of air.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned, with which it is possible in a simple and economical manner and with minimal accident risk for the construction site or operating personnel to remove the earth core from a pipe laid in trenchless pipe jacking.
  • the method according to the invention provides that the pig is propelled step by step by means of a lifting device which is variable in length and is supported on the inner wall of the tube, the lifting device being brought into its initial position and its after each extension stroke Support in the direction of advance is followed by the completed step.
  • the earth core is pressed out of the pipe by a controlled advancement of the pig, whereby the lifting device of the pig mechanically supported on the inner wall of the tube.
  • the lifting device of the pig can have an electrical or hydraulic drive and can be connected via cables or hoses and suitable control devices to an energy source arranged outside the pipeline. The movement of the lifting device can thus be controlled in a simple manner by supplying the drive energy.
  • a pig can be provided, which consists of a head plate, a length-adjustable lifting device and clamping devices, the head plate having one end of the lifting device and a first clamping device and the other End of the lifting device is connected to a second tensioning device, the tensioning devices being movable alternately into a tensioning position in which they can be pressed against the inner wall of a tube or into a release position in which they are lifted off the inner wall of the tube and the lifting device and the clamping devices can be actuated by means of remotely controllable, hydraulic or electrical drives.
  • the pig according to the invention is characterized by a simple and robust construction and is easy to operate via the control of its drives.
  • the pig can be adapted to different pipe dimensions in a simple manner by adapting the head plate and the clamping devices to the respective pipe diameter. No complex conversion work is necessary for this.
  • Hydraulic drives are preferably used to actuate the lifting device and the tensioning devices, which are connected to drive units customary in construction and can be driven with biodegradable hydraulic oils.
  • the lifting device can be formed by a double-acting, hydraulically actuated lifting cylinder, which is attached to the head plate with one end formed by the piston rod or the cylinder housing and to the second clamping device with the other end.
  • the stroke cylinder can be extended and retracted by appropriate control, thereby making it easy to readjust the tensioning device.
  • the clamping devices can have radially movable clamping jaws or clamping shoes which are mounted on the head plate or the lifting device and which can each be pressed radially outward against the inner wall of the tube by an associated hydraulically actuated cylinder.
  • the first clamping device in the manner of an inner shoe brake has two radially movable clamping jaws, which are rotatably supported at one end on a pin attached to the head plate and whose opposite ends can be moved apart by means of a spreading device .
  • This configuration of the first tensioning device can be mounted in a simple manner on the back of the head plate, the central region of the head plate being left free for the fastening of the lifting device.
  • a double-acting hydraulic cylinder which is arranged between the ends of the clamping jaws and is connected to the ends of the clamping jaws by form-fitting joints is suitable as a spreading device. With such an arrangement, the clamping jaws can be moved in both directions without the need for additional means.
  • Tension shoes with the pig extending in the longitudinal direction Kender clamping skids are provided, of which at least one clamping shoe can be moved radially to the tube axis with the aid of a clamping cylinder which is supported on the other clamping shoe. With the help of the instep? uhe can be effectively transferred to the Rohrw . ⁇ ..d to support the reaction force from the feed force of the lifting device and generated by the clamping cylinder clamping forces.
  • the tensioning shoes also serve to guide the lifting device on the inner wall of the tube while the lifting device is being reset.
  • An embodiment is advantageous in which the tensioning shoes are pivotally mounted on a pressure plate which is attached to an end face of the lifting device.
  • a ring surrounding the lifting device can be provided according to the invention, on which the clamping cylinder or cylinders are supported in the radial direction.
  • the radially inwardly directed reaction forces are absorbed by the ring and brought into equilibrium with one another so that the lifting device arranged within the ring remains unloaded by these forces.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a pig according to the invention in use within a pipeline
  • FIG. 2 shows a cross section along the line 2-2 in FIG. 1
  • FIG. 3 shows a cross section along the line 3-3 according to FIG. 1
  • Figure 4 shows a cross section along the line 4-4 of Figure 1 and
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of an application of the method according to the invention with the aid of a pig according to FIG. 1.
  • the pig 1 shown in FIGS. 1 to 4 consists of a circular disc-shaped head plate 2 with a scraper ring 3 which bears against the inner wall 4 of a tube 5 with radial prestress.
  • the front side 6 of the head plate 2 serves to press out an earth core 7, which is located in front of the head plate 2 in the tube 5.
  • the piston rod 9 of a double-acting hydraulic lifting cylinder 10 is fastened to the rear side 8 of the head plate 2. The piston rod 9 is completely retracted into the lifting cylinder 10 in the position shown in FIG. 1.
  • a clamping device 11 is arranged on the rear side 8 of the head plate 2.
  • the clamping device 11 has two clamping jaws 12, 13 which are rotatably supported at one end on a pin 14 screwed into the head plate 2.
  • a double-acting hydraulic cylinder 15 is arranged between the opposite ends of the clamping jaws 12, 13, the cylinder housing 16 of which is connected in an articulated manner to the clamping jaws 12 and the piston rod 17 of which is connected to the clamping jaws 13.
  • the articulated connection is formed by hinge pins 18 which penetrate the forked end of the clamping jaws 12, 13 and pressure pieces 19 connected to the cylinder housing 16 or piston rod 17 and which are aligned parallel to the pin 14. In the position shown in FIG.
  • the clamping jaws 12, 13 are held by an action on the piston rod of the cylinder 15. Stop pins 20 in the head plate 2 ensure that the clamping jaws 12, 13 are centered with respect to the central axis of the head plate 2.
  • the movable ends of the clamping jaws 12, 13 are spread apart and the outside of the clamping jaws 12, 13 is pressed against the inner wall 4 of the tube 5. Due to the frictional engagement between the clamping jaws 12, 13 and the inner wall 4, the head plate 2 can be held in the tube 5 with such a force that it cannot be displaced when the lifting cylinder 10 is reset.
  • the end of the lifting cylinder 10 opposite the head plate 2 is fixedly connected to a pressure plate 21, a second clamping device 22.
  • the pressure plate 21 has three bearing blocks 23 on its outer circumference, in each of which a tensioning shoe 24 is pivotally mounted on a bearing journal 25 about a tangential axis.
  • the tensioning shoes 24 are provided with tensioning skids 26 which extend parallel to the lifting cylinder 10 along the inner wall 4 of the tube 5 and have a cylindrical outer surface, the curvature of which essentially corresponds to the curvature of the inner wall 4.
  • Radially aligned clamping cylinders 28 are arranged between the clamping skids 26 and a support ring 27 encompassing the lifting cylinder 10 with little play.
  • the clamping cylinders 28 are fastened with their cylinder housing 29 to the support ring 27.
  • the pistons 30 of the tensioning cylinders 28 are supported on a pressure plate 31 which is located on the inside of the tensioning skids 26.
  • the tensioning skids 26 form a sliding guide for which the lifting cylinder 10 and the tensioning device 22 Deten part of the pig 1. If the clamping cylinders 28 are pressurized, they press the clamping skids 26 radially outwards against the inner wall 4 of the tube 5 with a force such that the resulting frictional engagement is sufficient to compensate for the movement of the Earth core 7 on the stroke cylinder 10 occurring reaction force to be transmitted to the tube 5.
  • FIG. 5 The method for removing an earth core 7 from a pipe driven horizontally by means of ramming in the ground with the aid of the pig described is illustrated in FIG. 5 and is described in more detail below.
  • the example according to FIG. 5 shows a pipe 5 driven from a starting pit 32 to a target pit 33 through a dam 34, in which there is an earth core 7 which penetrated into the pipe 5 during driving.
  • a pig 1 In the end of the pipe 5 adjacent to the starting pit 32 there is a pig 1 of the type described above.
  • the earth core was removed by hand at the end of the pipe facing the starting pit 32 to a length corresponding to the length of the newt 1.
  • the pig 1 was then inserted into the tube 5 with the aid of a suitable lifting device.
  • the pig 1 is connected via pressure hoses 35 to a drive unit 36 which contains a motor, a pump and a hydraulic control device.
  • the control device is operated by an operator 37.
  • the tensioning cylinders 28 of the pig 1 are first pressurized in the extension direction and the tensioning skids 26 are thereby tensioned against the inner wall of the tube 5. Then pressure medium is directed to the side of the piston of the lifting cylinder 10 facing away from the piston rod, whereby the piston rod 9 is extended and the head plate 2 is moved in the direction of the earth core 7. Here, the earth core 7 is compressed and finally moved towards the target pit 33.
  • the reaction force from the driving force exerted on the head plate 2 is in this case supported on the tube 5 via the tensioning device 22.
  • the lifting cylinder IG is relieved, the tensioning device 22 is released and, by acting on the cylinder 15, the clamping jaws 12, 13 of the tensioning device 11 are pressed against the wall of the tube 5 on the piston plate 2.
  • the piston of the cylinder 10 is then subjected to pressure on the side of the piston rod 9, as a result of which the piston rod 9 is retracted into the lifting cylinder 10. Since the head plate 2 is locked in this process by the tensioning device 11, the housing of the lifting cylinder 10 is moved together with the tensioning device 22 in the direction of the head plate 2, the tensioning skids 26 sliding along the inner wall of the tube 5. It is the piston rod 9 completely retracted, the control sequence described above is repeated.
  • the pig 1 is shifted step by step in the tube 5 against the earth core 7, the earth core 7 being pushed out of the tube 5 and being received by the pit 33.
  • the speed of advance being determined by the pump power of the drive unit dependent and controllable via the control.
  • the pig can be reversed, ie the piston rod 9 extended with the tensioning device 11 tensioned and the piston rod 9 retracted tensioned clamping device 22, backwards out of the tunneling section.
  • the hydraulic control of the lifting cylinder 10 and the tensioning devices 11, 22 can preferably be carried out manually from the outside via a control block with integrated solenoid valves and main feed lines for supply and return to the control block or via a mechanically operated control block.
  • the control block can be arranged on the pig 1, the solenoid valves being controlled via an electrical control line from the drive unit or a battery.
  • separate hydraulic supply lines can be routed from the control station to the individual functional units, lifting cylinders and tensioning devices.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Ausbau eines Erdkerns (7) aus einem durch Rammen oder Pressen grabenlos verlegten Rohr (5), dessen beide Rohrenden freiliegen, wird in ein Rohrende ein Molch (1) eingesetzt und in Längsrichtung durch das Rohr (5) bewegt, wobei durch den Molch (1) der Erdkern (7) aus dem anderen Rohrende herausgedrückt wird. Der Vortrieb des Molches (1) erfolgt schrittweise durch eine in der Länge veränderbare Hubvorrichtung (10), die sich an der Innenwand (4) des Rohres (5) abstützt, wobei die Hubvorrichtung (10) nach jedem Ausfahrhub in ihre Ausgangslage gebracht und ihre Abstützung in der Vortriebsrichtung um den vollzogenen Schritt nachgesetzt wird. Der Molch (1) besteht aus einer Kopfplatte (2), einer in der Länge veränderbaren Hubvorrichtung (10) und Spannvorrichtungen (11, 22), die Kopfplatte (2) mit einem Ende der Hubvorrichtung (10) und mit einer ersten Spannvorrichtung (11) und das andere Ende der Hubvorrichtung (10) mit einer zweiten Spannvorrichtung (22) verbunden ist, wobei die Spannvorrichtungen (11, 22) im Wechsel in eine Spannstellung, in der sie an die Innenwand (4) eines Rohres anpreßbar sind, oder in eine Lösestellung bewegbar sind, in der sie von der Innenwand (4) des Rohres (5) abgehoben sind.

Description

Verfahren zum Ausbau eines Erdkerns aus einem grabenlos verlegten Rohr und Molch zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbau eines Erd¬ kerns aus einem durch Rammen oder Pressen grabenlos verleg- ten Rohr, dessen beide Rohrenden freiliegen, bei welchem Verfahren in ein Rohrende ein Molch eingesetzt und in Längsrichtung durch das Rohr bewegt wird, wobei durch den Molch der Erdkern aus dem anderen Rohrende herausgedrückt wird.
Zum grabenlosen Verlegen von Rohrleitungen hat sich unter anderem der Rohrvortrieb mit Hilfe von Rohrrammen oder Rohrpressen in der Praxis bewährt. Das Verfahren bietet bei rolligen Böden wie auch bei Böden mit Einlagerungen von Findlingen sowie im Grundwasserbereich mit zwischengelager¬ ten Fließsandschichten erhebliche Vorteile im Vergleich zu den herkömmlichen Schneckenbohrverfahren. Das Verfahren erfordert jedoch besondere Maßnahmen zum Ausbauen des Erd¬ kerns, der beim Rohrvortrieb durch das offene Kopfende in das Rohr eindringt.
Nach einem bekannten Verfahren wird der Erdkern aus dem verlegten Rohr mit Hilfe eines Molches herausgeschoben. Der Molch wird hierbei überwiegend mit Luft, die durch einen das Rohrende verschließenden Einlaßstutzen in das Rohr gepumpt wird, mit einem Druck von bis zu 25 bar gegen den Erdkern gedrückt, wodurch dieser aus dem anderen Ende des Rohres in eine Auffanggrube geschoben wird. Bei diesem Ver¬ fahren tritt der Erdkern überwiegend mit ungeregelter Geschwindigkeit aus und es kann bei dem Herausfahren des Molches zu einer schlagartigen Entspannung der noch im Rohr befindlichen und unter hohem Druck stehenden Luft kommen, was ein erhebliches Unfallrisiko mit sich bringt und aus Lärmgründen in bewohnten Gebieten nicht durchführbar ist. Es ist weiterhin bekannt, anstelle von Luft Wasser als Druckmedium zu verwenden. Dies ermöglicht zwar ein kontrol¬ liertes Austreten des Erdkerns, hat aber den Nachteil, daß es zumindest in der Auffanggrube zu einer Vermischung des Wassers mit dem Erdkern kommt, was je nach den herrschenden Bodenverhältnissen ein Entsorgungsproblem darstellen kann. Gleiches trifft auch für eine weitere Verfahrensvariante zu, bei der man den Erdkern mittels Wasserhochdruck aus dem verlegten Rohr ausspült.
Es ist auch bekannt, den Erdkern nachträglich mit Hilfe von Bohrschnecken aus dem verlegten Rohr auszuräumen. Dieses Verfahren ist jedoch sehr aufwendig und daher unwirtschaft¬ lich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem es auf einfache und wirtschaftliche Weise und mit minimaler Unfallgefahr für das Baustellen- bzw. Bedienungspersonal möglich ist, den Erdkern aus einem im grabenlosen Rohrvortrieb verlegten Rohr auszubauen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht das erfindungsgemäße Ver¬ fahren vor, daß der Vortrieb des Molches schrittweise durch eine in der Länge veränderbare Hubvorrichtung erfolgt, die sich an der Innenwand des Rohres abstützt, wobei die Hub- Vorrichtung nach jedem Ausfahrhub in ihre Ausgangslage gebracht und ihre Abstützung in der Vortriebsrichtung um den vollzogenen Schritt nachgesetzt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Erdkern durch ein kontrolliertes Voranschreiten des Molches aus dem Rohr herausgedrückt, wobei sich die Hubvorrichtung des Molches mechanisch an der Innenwand des Rohres abstützt. Eine Druckbeaufschlagung des Molches durch Füllen der Rohrlei¬ tung mit Wasser oder Luft entfällt, so daß die damit ver¬ bundenen Nachteile vermieden werden. Die Hubvorrichtung des Molches kann einen elektrischen oder hydraulischen Antrieb haben und über Kabel oder Schläuche sowie geeignete Steuer¬ einrichtungen an eine außerhalb der Rohrleitung angeordnete Energiequelle angeschlossen sein. Über die Zuführung der Antriebsenergie läßt sich somit auf einfache Weise die Bewegung der Hubvorrichtung steuern.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ein Molch vorgesehen sein, der aus einer Kopfplatte, einer in der Länge verän- derbaren Hubvorrichtung und Spannvorrichtungen besteht, wobei die Kopfplatte mit einem Ende der Hubvorrichtung und mit einer ersten Spannvorrichtung und das andere Ende der Hubvorrichtung mit einer zweiten Spannvorrichtung verbunden ist, wobei die Spannvorrichtungen im Wechsel in eine Spann- Stellung, in der sie an die Innenwand eines Rohres anpre߬ bar sind, oder in eine Lösestellung bewegbar sind, in der sie von der Innenwand des Rohres abgehoben sind und wobei die Hubvorrichtung und die Spannvorrichtungen mittels fern¬ steuerbarer, hydraulischer oder elektrischer Antriebe betä- tigbar sind.
Der erfindungsgemäße Molch zeichnet sich durch eine einfa¬ che und robuste Bauweise aus und ist über die Steuerung seiner Antriebe einfach zu bedienen. Eine Anpassung des Molches an unterschiedliche Rohrdimensionen ist auf einfa¬ che Weise möglich, indem die Kopfplatte und die Spannvor¬ richtungen an den jeweiligen Rohrdurchmesser angepaßt wer¬ den. Hierzu sind keine aufwendigen Umbauarbeiten erforder¬ lich. Bevorzugt werden zur Betätigung der Hubvorrichtung und der Spannvorrichtungen hydraulische Antriebe verwendet, die mit im Baubetrieb üblichen Antriebsaggregaten verbunden und mit biologisch abbaubaren Hydraulikölen gefahren werden können. Erfindungsgemäß kann die Hubvorrichtung durch einen doppelt wirkenden, hydraulisch beaufschlagbaren Hubzylinder gebildet sein, der mit einem durch die Kolbenstange oder das Zylindergehäuse gebildeten Ende an der Kopfplatte und mit dem anderen Ende an der zweiten Spannvorrichtung befe¬ stigt ist. Durch entsprechende Aussteuerung kann der Hubzy¬ linder aus- und eingefahren werden und ermöglicht dadurch auf einfache Weise ein Nachsetzen der Spannvorrichtung. Die Spannvorrichtungen können radial bewegbare Spannbacken oder Spannschuhe aufweisen, die an der Kopfplatte bzw. der Hub¬ vorrichtung gelagert sind und die jeweils durch einen zuge¬ ordneten hydraulisch betätigbaren Zylinder radial nach außen an die Innenwand des Rohres andrückbar sind.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die erste Spannvorrichtung nach Art einer Innen¬ backenbremse zwei radial bewegbare Spannbacken aufweist, die mit einem Ende auf einem an der Kopfplatte angebrachten Zapfen drehbar gelagert sind und deren entgegengesetzte Enden mittels einer Spreizvorrichtung auseinander bewegbar sind. Diese Ausgestaltung der ersten Spannvorrichtung läßt sich auf einfache Weise auf der Rückseite der Kopfplatte montieren, wobei der zentrale Bereich der Kopfplatte für die Befestigung der Hubvorrichtung ausgespart bleibt. Als Spreizvorrichtung eignet sich erfindungsgemäß ein doppelt wirkender, hydraulischer Zylinder, der zwischen den Enden der Spannbacken angeordnet und durch formschlüssige Gelenke mit den Enden der Spannbacken verbunden ist. Mittels einer derartigen Anordnung können die Spannbacken in beiden Rich¬ tungen bewegt werden, ohne daß es hierzu zusätzlicher Mit¬ tel bedarf.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der zweiten Spannvorrich- tung besteht erfindungsgemäß darin, daß wenigstens zwei
Spannschuhe mit sich in Längsrichtung des Molches erstrek- kender Spannkufen vorgesehen sind, von denen zumindest ein Spannschuh radial zur Rohrachse mit Hilfe eines Spannzylin¬ ders bewegbar ist, der an dem anderen Spannschuh abgestützt ist. Mit Hilfe der Spanns? uhe lassen sich die zur Abstüt- zung der Reaktionskraft aus der Vorschubkraft der Hubvor¬ richtung erforderlichen und von dem Spannzylinder erzeugten Spannkräfte wirksam auf die Rohrw .ι..d übertragen. Die Spann¬ schuhe dienen gleichzeitig zur Führung der Hubvorrichtung an der Innenwand des Rohres, während die Hubvorrichtung zurückgesetzt wird. Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der die Spannschuhe an einer Druckplatte schwenkbar gela¬ gert sind, die an einer Stirnseite der Hubvorrichtung befe¬ stigt ist. Mit Hilfe der Druckplatte lassen sich hohe Abstützkräfte auf baulich einfache Weise von der mittig angeordneten Hubvorrichtung auf die außenliegenden Spann¬ schuhe übertragen. Um die radialen Spannkräfte von der Hub¬ vorrichtung fernzuhalten, kann erfindungsgemäß ein die Hub¬ vorrichtung umgebender Ring vorgesehen sein, an dem der oder die Spannzylinder in radialer Richtung gestutzt sind. Durch den Ring werden die radial nach innen gerichteten Reaktionskräfte aus den Spannkräften aufgenommen und mit¬ einander ins Gleichgewicht gebracht, so daß die innerhalb des Ringes angeordnete Hubvorrichtung von diesen Kräften unbelastet bleibt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei- spiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen
Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsge¬ mäßen Molches im Einsatz innerhalb einer Rohrlei¬ tung,
Figur 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Figur 1, Figur 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 gemäß Figur 1,
Figur 4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 gemäß Figur 1 und
Figur 5 eine schematische Darstellung einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hilfe eines Mol¬ ches gemäß Figur 1.
Der in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Molch 1 besteht aus einer kreisscheibenförmigen Kopfplatte 2 mit einem Abstreifring 3, der mit radialer Vorspannung an der Innen¬ wand 4 eines Rohres 5 anliegt. Die Vorderseite 6 der Kopf- platte 2 dient zum Herausdrücken eines Erdkerns 7, der sich vor der Kopfplatte 2 in dem Rohr 5 befindet. An der Rück¬ seite 8 der Kopfplatte 2 ist die Kolbenstange 9 eines dop¬ pelt wirkenden, hydraulischen Hubzylinders 10 befestigt. Die Kolbenstange 9 ist in der in Figur 1 dargestellten Position vollständig in den Hubzylinder 10 eingefahren.
An der Rückseite 8 der Kopfplatte 2 ist eine Spannvorrich¬ tung 11 angeordnet. Die Spannvorrichtung 11 weist zwei Spannbacken 12, 13 auf, die mit einem Ende auf einem in die Kopfplatte 2 eingeschraubten Zapfen 14 drehbar gelagert sind. Zwischen den entgegengesetzten Enden der Spannbacken 12, 13 ist ein doppelt wirkender, hydraulischer Zylinder 15 angeordnet, dessen Zylindergehäuse 16 mit den Spannbacken 12 und dessen Kolbenstange 17 mit den Spannbacken 13 gelen- kig verbunden ist. Die gelenkige Verbindung wird durch Gelenkzapfen 18 gebildet, die das gegabelte Ende der Spann¬ backen 12,13 und mit dem Zylindergehäuse 16 bzw. Kolben¬ stange 17 verbundene Druckstücke 19 durchdringen und die parallel zum Zapfen 14 ausgerichtet sind. In der in Figur 2 dargestellten Position werden die Spann¬ backen 12, 13 durch eine druckstangenseitige Beaufschlagung des Kolbens des Zylinders 15 gehalten. Anschlagstifte 20 in der Kopfplatte 2 sorgen hierbei für eine Zentrierung der Spannbacken 12, 13 in bezug auf die Mittelachse der Kopf¬ platte 2. Durch Beaufschlagung der Zylinderseite des Kol¬ bens des Zylinders 15 werden die beweglichen Enden der Spannbacken 12, 13 auseinander gespreizt und die Spann¬ backen 12, 13 mit ihrer Außenseite an die Innenwand 4 des Rohres 5 angedrückt. Durch den Reibschluß zwischen den Spannbacken 12, 13 und der Innenwand 4 kann die Kopfplatte 2 in dem Rohr 5 mit einer solchen Kraft festgehalten wer¬ den, daß sie beim Zurücksetzen des Hubzylinders 10 nicht verschoben werden kann.
Das der Kopfplatte 2 entgegensetzte Ende des Hubzylinders 10 ist mit einer Druckplatte 21, einer zweiten Spannvor¬ richtung 22 fest verbunden. Die Druckplatte 21 weist ihrem Außenumfang drei Lagerblöcke 23 auf, in denen jeweils ein Spannschuh 24 auf einem Lagerzapfen 25 um eine tangentiale Achse schwenkbar gelagert ist. Die Spannschuhe 24 sind mit Spannkufen 26 versehen, die sich parallel zum Hubzylinder 10 längs der Innenwand 4 des Rohres 5 erstrecken und eine zylindrische Außenfläche haben, deren Krümmung im wesentli- chen der Krümmung der Innenwand 4 entspricht. Zwischen den Spannkufen 26 und einem den Hubzylinder 10 mit geringem Spiel umgreifenden Abstützring 27 sind radial ausgerichtete Spannzylinder 28 angeordnet. Die Spannzylinder 28 sind mit ihrem Zylindergehäuse 29 an dem Abstützring 27 befestigt. Die Kolben 30 der Spannzylinder 28 sind an einer Druck¬ platte 31 abgestützt, die sich auf der Innenseite der Spannkufen 26 befindet.
Solange. die Spannzylinder 28 nicht mit Druck beaufschlagt sind, bilden die Spannkufen 26 eine Gleitführung, für den durch den Hubzylinder 10 und die Spannvorrichtung 22 gebil- deten Teil des Molches 1. Werden die Spannzylinder 28 mit Druck beaufschlagt, so pressen sie die Spannkufen 26 radial nach außen an die Innenwand 4 des Rohres 5 mit einer sol¬ chen Kraft an, daß der hierdurch hervorgerufene Reibschluß ausreicht, um die beim Verschieben des Erdkerns 7 am Hubzy¬ linder 10 auftretende Reaktionskraft auf das Rohr 5 zu übertragen.
Das Verfahren zum Ausbau eines Erdkerns 7 aus einem hori- zontal mittels Rammen im Boden vorgetriebenen Rohr mit Hilfe des beschriebenen Molches ist in Figur 5 veran¬ schaulicht und wird im folgenden näher beschrieben. Das Beispiel gemäß Figur 5 zeigt ein von einer Startgrube 32 zu einer Zielgrube 33 durch einen Damm 34 vorgetriebenes Rohr 5, in dem sich ein Erdkern 7 befindet, der beim Vor¬ trieb in das Rohr 5 eingedrungen ist. In dem der Start¬ grube 32 benachbarten Ende des Rohrs 5 befindet sich ein Molch 1, der zuvor beschriebenen Bauart. Zum Einbau des Molches 1 wurde der Erdkern an dem der Startgrübe 32 zugekehrten Rohrende von Hand auf einer der Baulänge des Molches 1 entsprechenden Länge ausgebaut. Mit Hilfe eines geeigneten Hebezeugs wurde anschließend der Molch 1 in das Rohr 5 eingesetzt. Der Molch 1 ist über Druckschläu¬ che 35 mit einem Antriebsaggregat 36 verbunden, das einen Motor, eine Pumpe eine hydraulische Steuereinrichtung enthält. Die Steuereinrichtung wird von einer Bedienungs¬ person 37 bedient.
Zum Ausbau des Erdkerns 7 werden zunächst die Spannzylin- der 28 des Molchs 1 in Ausfahrrichtung mit Druck beauf¬ schlagt und dadurch die Spannkufen 26 gegen die Innenwand des Rohrs 5 gespannt. Danach wird Druckmittel auf die der Kolbenstange abgekehrte Seite des Kolbens des Hubzylin¬ ders 10 geleitet, wodurch die Kolbenstange 9 ausgefahren und die Kopfplatte 2 in Richtung auf den Erdkern 7 bewegt wird. Hierbei wird der Erdkern 7 zusammengedrückt und schließlich in Richtung auf die Zielgrube 33 verschoben. Die Reaktionskraft aus der an der Kopfplatte 2 ausgeübten Vortriebskraft wird hierbei über die Spannvorrichtung 22 an dem Rohr 5 abgestützt.
Ist die Kolbenstan- 9 vollständig ausgefahren, so wird der Hubzylinder IG entlastet, die Spannvorrichtung 22 gelöst und durch Beaufschlagung des Zylinders 15 werden die Spannbacken 12, 13 der Spannvorrichtung 11 an der Kolbenplatte 2 an die Wand des Rohrs 5 angedrückt. Anschließend wird der Kolben des Zylinders 10 auf der Seite der Kolbenstange 9 mit Druck beaufschlagt, wodurch die Kolbenstange 9 wieder in den Hubzylinder 10 eingefah¬ ren wird. Da bei diesem Vorgang die Kopfplatte 2 durch die Spannvorrichtung 11 arretiert ist, wird das Gehäuse des Hubzylinders 10 zusammen mit der Spannvorrichtung 22 in Richtung auf die Kopfplatte 2 bewegt, wobei die Spannkufen 26 an der Innenwand des Rohrs 5 entlangglei¬ ten. Ist die Kolbenstange 9 vollständig eingefahren, so wird der zuvor beschriebene Steuerungsablauf wiederholt. Auf diese Weise wird der Molch 1 Schritt für Schritt in dem Rohr 5 gegen den Erdkern 7 verschoben, wobei der Erd¬ kern 7 aus dem Rohr 5 herausgedrückt und von der Grube 33 aufgenommen wird. Für den beschriebenen Vorgang ist es unerheblich, ob im Erdkern große Steine, schluffige, bin¬ dige oder sandige Böden eingelagert sind, da der Erdkern von hinten her über die gesamte Länge des Rohrs geschoben wird, wobei die Vortriebsgeschwindigkeit von der Pumpen¬ leistung des Antriebsaggregats abhängig und über die Steuerung kontrollierbar ist.
Sollte das Rohr 5 durch Einbeulung beschädigt sein und daher mit dem Molch nicht vollständig durchfahren werden können, so kann der Molch in der umgekehrten Fahrweise, d.h. Ausfahren der Kolbenstange 9 bei gespannter Spann¬ vorrichtung 11 und Einfahren der Kolbenstange 9 bei gespannter Spannvorrichtung 22, rückwärts wieder aus der Vortriebsstrecke herausgefahren werden.
Die hydraulische Steuerung des Hubzylinders 10 und der Spannvorrichtungen 11, 22 kann vorzugsweise über einen Steuerblock mit integrierten Magnetventilen und Hauptzu¬ leitungen für Vor- und Rücklauf zum Steuerblock hin oder über einen mechanisch betätigten Steuerblock von außen her manuell erfolgen. Der Steuerblock kann an dem Molch 1 angeordnet sein, wobei die Steuerung der Magnetventile über eine elektrische Steuerleitung vom Antriebsaggregat oder einer Batterie aus erfolgt. Bei Verwendung eines manuell betätigten hydraulischen Steuerstands können getrennte hydraulische Versorgungsleitungen vom Steuer- stand an den einzelnen Funktionseinheiten, Hubzylinder und Spannvorrichtungen, geführt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Ausbau eines Erdkerns aus einem durch Rammen oder Pressen grabenlos verlegten Rohr, dessen beide Rohrenden freiliegen, bei welchem Verfahren in ein Rohrende ein Molch eingesetzt und in Längsrichtung durch das Rohr bewegt wird, wobei durch den Molch der Erdkern aus dem anderen Rohrende herausgedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Vortrieb des Molches (1) schrittweise durch eine in der Länge veränderbare Hubvorrichtung (10) erfolgt, die sich an der Innenwand (4) des Rohres (5) abstützt, wobei die Hubvorrichtung (10) nach jedem Ausfahrhub in ihre Ausgangslage gebracht und ihre Abstützung in der Vortriebsrichtung um den vollzogenen Schritt nachgesetzt wird.
2. Molch zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Molch (1) aus einer Kopfplatte (2) , einer in der Länge veränderbaren Hub¬ vorrichtung (10) und Spannvorrichtungen (11/ 22) besteht, wobei die Kopfplatte (2) mit einem Ende der Hubvorrichtung (10) und mit einer ersten Spannvorrich¬ tung (11) und das andere Ende der Hubvorrichtung (10) mit einer zweiten Spannvorrichtung (22) verbunden ist, wobei die Spannvorrichtungen (11, 22) im Wechsel in eine Spannsteljung, in der sie an die Innenwand (4) eines Rohres anpreßbar sind, oder in eine Lösestellung bewegbar sind, in der sie von der Innenwand (4) des Rohres (5) abgehoben sind und wobei die Hubvorrichtung (10) und die Spannvorrichtungen (11, 22) mittels fern- steuerbarer, hydraulischer oder elektrischer Antriebe betätigbar sind.
3. Molch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung (10) durch einen doppelt wirkenden, hydraulisch beaufschlagbaren Hubzylinder (10) gebildet ist, der mit einem durch die Kolbenstange (9) oder das Zylindergehäuse (16) gebildeten Ende an der Kopfplatte (2) und mit dem anderen Ende an der zweiten Spannvor¬ richtung (22) befestigt ist.
4. Molch nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtungen (11, 22) radial bewegbare Spannbacken (12, 13) oder Spannschuhe (24) aufweisen, die an der Kopfplatte (2) bzw. der Hub¬ vorrichtung (10) gelagert sind und die jeweils durch einen zugeordneten hydraulisch betätigbaren Zylinder radial nach außen an die Innenwand (4) des Rohres (5) andrückbar sind.
5. Molch nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, daß die erste Spannvorrichtung (11) nach Art einer Innenbackenbremse zwei radial bewegbare Spann¬ backen (12, 13) aufweist, die mit einem Ende auf einem an der Kopfplatte (2) angebrachten Zapfen (14) drehbar gelagert sind und deren entgegengesetzte Enden mittels einer Spreizvorrichtung auseinander bewegbar sind.
6. Molch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung als ein doppelt wirkender, hydrauli¬ scher Zylinder (15) ausgebildet ist, der zwischen den Enden der Spannbacken (12, 13) angeordnet und durch formschlüssige Gelenke mit den Enden der Spannbacken (12, 13) verbunden ist.
7. Molch nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn- zeichnet, daß die zweite Spannvorrichtung (22) wenig¬ stens zwei Spannschuhe (24) mit sich in Längsrichtung des Molches (1) erstreckender Spannkufen (26) hat, von denen zumindest ein Spannschuh (24) radial zur Rohrachse mit Hilfe eines Spannzylinders (28) bewegbar ist, der an dem anderen Spannschuh (24) abgestützt ist.
Molch nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die zweite Spannvorrichtung (22) eine Führung bildet, durch die die Hubvorrichtung (10) an der Innenwand (4) des Rohres (5) geführt ist.
9. Molch nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschuhe (24) an einer Druckplatte (31) schwenkbar gelagert sind, die an einer Stirnseite der Hubvorrichtung (10) befestigt ist.
10. Molch nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß ein die Hubvorrichtung (10) umgebender Ring (27) vorgesehen ist, an dem der oder die Spannzy¬ linder (28) in radialer Richtung gestützt sind.
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