WO1990005873A1 - Verfahren und vorrichtung zum bilden einer zylinderförmigen auskleidung in einem langgestreckten hohlraum - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum bilden einer zylinderförmigen auskleidung in einem langgestreckten hohlraum Download PDF

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WO1990005873A1
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strip
shaped component
elongated cavity
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helix
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PCT/DE1988/000727
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Klaus-Bernd Veenhoff
Peter Rau
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L58/00—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
    • F16L58/02—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation by means of internal or external coatings
    • F16L58/16—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation by means of internal or external coatings the coating being in the form of a bandage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/16—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders
    • F16L55/162—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe
    • F16L55/165—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe a pipe or flexible liner being inserted in the damaged section
    • F16L55/1655—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe a pipe or flexible liner being inserted in the damaged section a pipe being formed inside the old pipe by winding strip-material
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/46—Processes or apparatus adapted for installing or repairing optical fibres or optical cables
    • G02B6/50—Underground or underwater installation; Installation through tubing, conduits or ducts
    • G02B6/502—Installation methods in fluid conducts, e.g. pipelines

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for forming a cylindrical lining in an elongated cavity and is particularly applicable to protective pipes (power supply cables, telephone cables, radio and television cables) and product pipes (drinking water pipes, sewage pipes, drainage pipes).
  • a method is known in which a device is arranged in one of the manholes for the renovation of a defective duct or pipe section lying between two manholes of a duct network, by means of which a pipe is wound by spiral winding of a strip-shaped component is formed, which in the to be renovated. Channel or pipe section is inserted until it reaches the second manhole. Then the remaining annular space between the old channel or pipe section and the new pipe is filled.
  • the strip-shaped component from which the tube is wound has a groove on one edge and a rib on the other edge. Groove and rib are arranged in planes that run parallel to the narrow sides of the strip-shaped component.
  • a method for laying cable lines in the ground in which a jacking body is driven along a line through the unbroken ground and a tubular line is pulled through the tunneling line at the same time.
  • the jacking body is remotely controlled on the jacking section.
  • the current position of the driving body is recorded and compared with the driving section to be observed. Any deviation that may be present is determined and corrected.
  • the driving body essentially consists of a drive part and a milling head which is connected to a drive shaft of a drive motor.
  • the milling head is connected to the drive shaft of the drive motor via a universal joint.
  • the drive part is provided at its end facing away from the milling head with a gripping device for fastening the end of the tubular strand to be drawn in.
  • This tubular strand to be drawn in is wound on a drum for days.
  • the jacking body pulls the finished pipe string into the jacking section.
  • the jacking length is limited by the jacket friction of the pipe string that occurs during the pulling-in.
  • the tube can be damaged by sharp-edged objects during the pulling-in.
  • the invention is based on the object of specifying a method and a device with which a cylindrical lining of an elongated cavity can be created, avoiding any skin friction or hydraulic press-in devices, which can have both a straight and a curved course.
  • a solution to the problem consists in a method for forming a cylindrical lining in an elongated cavity, in which a remotely controllable and / or programmable pipe-making device is inserted into and moved into the cavity, the cylindrical liner being made from a strip-shaped component by means of the pipe-making device elongated cavity is made.
  • a second solution consists in a method for forming an elongated cavity in the ground provided with a cylindrical lining, in which a remotely controllable and / or programmable bursting device is introduced into the existing cavity, expanded to a predetermined diameter by means of the bursting device and then the cylindrical lining is produced in the elongated cavity by means of a tube manufacturing device from a strip-shaped component. becomes.
  • a third solution consists in a method for forming an elongated cavity in the ground provided with a cylindrical lining, in which a tunneling device can be guided and / or programmed remotely and / or programmably along a predetermined distance through the unbroken soil and an elongated cavity is formed, and by a pipe manufacturing device movably connected to the jacking device cylindrical lining of the elongated cavity is produced from a strip-shaped component.
  • the three solutions according to the invention have in common that cavities of almost any length, in a curved or rectilinear path, can be provided with a lining which can be loaded immediately after manufacture.
  • the pipe manufacturing device has the following features: a) in a cylindrical sleeve, the outside diameter of which is dimensioned such that it can be inserted into the elongated cavity and the inside diameter of which is approximately the same Outside diameter corresponds to the lining to be formed, a hub is arranged and firmly connected to the sleeve on the driving side, b) rollers are arranged on the outer periphery of the hub, over which the strip-shaped component in the form of a small diameter helix is guided, c ) a ring is rotatably mounted on the supported end of the hub, in which guide elements are provided which guide the coiled strip-shaped component from the hub to the outside of the ring, d) on the outer circumference of the ring, rollers are arranged such that they underneath the strip-shaped component Formation of a. Press the large diameter helix against the inner surface of the sleeve and e) means
  • FIG. 1 shows a pipe production device for producing a cylindrical lining in an existing elongated cavity
  • FIG. 2 shows a cross section to FIG. 1
  • FIG. 3, 4 shows enlarged cross sections of a coil formed from a strip-shaped component for producing a lining
  • FIG with a tunneling device coupled pipe manufacturing device for producing an elongated cavity underground and for forming a lining on site and
  • FIG. 6 shows a pipe manufacturing device coupled with a bursting device for renewing a damaged pipe.
  • an elongated cavity 2 leads from a shaft 1 to a further shaft, not shown here.
  • the elongated cavity 2 is to be provided with a cylindrical lining.
  • a pipe manufacturing device 3 is introduced into the inlet of the cavity 2 via the shaft 1.
  • the pipe manufacturing device has a cylindrical sleeve 4, the outer diameter of which is dimensioned such that it can be inserted into the elongated cavity 2.
  • the inner diameter of the sleeve 4 corresponds approximately to the outer diameter of the lining 5 to be formed.
  • a hub 6 is arranged in the cylindrical sleeve 4 and firmly connected to the sleeve 4 on the driving side by a weld seam.
  • a device is arranged upstream of the pipe manufacturing device 3 in the shaft 1, in which a strip-shaped component 11 is removed from a storage drum 10 and fed to a winding drum 12, which is provided with a drive 14.
  • the strip-shaped component 11 is formed into a coil 13 with a small diameter.
  • This small helix 13 is fed to the pipe manufacturing device 3 by a conveyor mechanism, for example in the form of a thread-shaped elevation 12a arranged on the drum.
  • a support carriage 15 which has 16 balls 17 on the outer circumference of a cylindrical body, over which the small helix 13 slides.
  • the cylindrical body 16 is supported in a housing 18 by arms 19 and provided with rollers 20 for moving in the elongated cavity.
  • rollers 6a are arranged, over which the small helix 13 is guided.
  • a ring 21 is supported by ball bearings 22.
  • guide elements are provided which guide the coiled strip-shaped component from the hub 6 to the outside of the ring 21.
  • Rollers 23, 24 serve here as guide elements.
  • Further rolls 25 are arranged on the outer circumference of the ring 21 in such a way that they press the strip-shaped component 11 against the inner surface of the sleeve 4 to form a large diameter helix 26.
  • Means for pushing and connecting the narrow sides of the helix of the strip-shaped component 11 are provided. These means for pushing the narrow sides of the larger helix 26 of the strip-shaped component together are advantageously formed by a collar 27 on the rollers 24 of the ring 21 (FIG. 1).
  • the ring 21 is connected via a gear 29 to an electric drive motor 28 which, during the formation of the large coil 26, the ring 21 in the direction of. Arrow 30 rotates (FIG 2).
  • the small helix 13 rotates in opposite directions (arrow 31).
  • a device 32 which is designed, for example, as a welding device, serves as a means for connecting the narrow sides of the helix of the strip-shaped component, as shown in FIG.
  • a welding wire is unwound from a drum 32a and fed to the welding point 32c via a deflection roller 32b.
  • a cable 41 which is introduced into the shaft 1 from the outside, is passed through a hollow axis of the drum 12 and through the small helix 13, and with the devices 28, 32, 37a, 37b and 42 is connected in the device for forming a cylindrical lining.
  • a television camera 42 is provided, which is attached to the ring 21 of the tube manufacturing device via a holding device 43 and is connected to the cable 41.
  • the strip-shaped component 11 As shown in FIG. 3 on an enlarged scale, it is advantageous to give the strip-shaped component 11 a cross section in the form of a rhombus, one narrow side of which is spherical, i.e. is curved outwards. In this way, a large connection area is created, which is sought, for example, when the strip-shaped component has a relatively thin cross section.
  • the spherical design also facilitates the production of a curved lining.
  • the one narrow side of the strip-shaped component 11 with a groove 33 and the other narrow side with a tongue 34 (FIG. 4).
  • the tongue and groove are arranged in a common plane 11a, which runs perpendicular to the narrow sides of the strip-shaped component 11. In this way, an interlocking of the individual turns is ensured even when the lining is curved.
  • the free edge of the spring 34 is advantageously with ⁇ provided a bead 34a in order to always achieve a line contact without having to exert large forces for surface pressure.
  • the device 32 can also be designed for soldering, gluing, folding or riveting, depending on the material from which the strip-shaped component 11 is made.
  • strip-shaped component 11 from resilient material or to provide resilient material, in particular an insert 11b made of resilient material in the strip-shaped component 11 (FIG. 3). This facilitates the introduction of the strip-shaped component shaped into a small helix into the elongated cavity.
  • a walking mechanism for moving the pipe-making device 3, contains a support device 35 formed by pistons and cylinders and a feed device 36 formed by pistons and cylinders. These devices 35 and 36 are controlled by a remotely operable control device 37a and / or a programming device 37b in a manner known per se and alternately actuated in such a way that the tube manufacturing device 3 is continuously moved forward in steps in the support phases.
  • the support devices 35 can move claws 38 radially in the direction of the double arrow 35a in the manner of a piston. These claws 38 have a non-slip surface in order to ensure a secure hold in the wall of the cavity.
  • the claws 38 and support devices 35 are each arranged in a housing 39 which is axially displaceable by the stroke in the direction of the double arrow 36a and are moved axially by the feed devices 36 when the claws 38 are extended, so that the entire tube production device can be moved forward.
  • the pipe manufacturing device 3 is provided with a flange-like extension 44, with which a jacking device 45 is movably connected.
  • the end face 46 of the flange-like projection 44 and the counter surface 47 of a base body 48 of the propulsion device 45 sliding thereon are designed as spherical surfaces.
  • a drill head 49 is supported by means of a shaft journal 50 via ball bearings 51.
  • the shaft journal 50 is torque-locked connected to a hydraulic drive motor 52.
  • a backwashing pump 53 for the removed drilling material is flanged to the hydraulic drive motor 52. This drilling material is sucked off from the drilling head 49 via channels 54 in the direction of the arrow.
  • the channels 54 are led to the backwash pump 53, to which the cable 41 for the energy supply, control and monitoring and a supply and discharge line 55, for example for water, is connected.
  • the base body 48 carries on the outside a cylinder 56, which is connected to the strider 40 of the tube-making device 3 with the aid of a rubber sleeve 57.
  • cylinders 58 are attached to the flange-like extension 44, the piston rods 59 of which are movably arranged on the cylinder 56.
  • the drill head moves around the spherical surfaces 46, .47.
  • FIG. 6 shows an arrangement in which a bursting device 60 is coupled to the pipe manufacturing device 3 by means of a coupling 61, 62.
  • the bursting device 60 is in turn connected to a transport vehicle 63 via a further coupling 64, 65.
  • the bursting device 60 can be designed, for example, as described in German patent application P.
  • the transport vehicle 63 has driven wheels 66, caterpillars or a walking device.
  • a cylindrical base body 67 of the IU Berstauss 60 is an axially slidable sleeve net angeord ⁇ 68, the lubricious surface and having inclined at its periphery with respect to the "center line 11a faces the 69th to this ge inclined surfaces 69 are pressure segments 70 arranged the intermediate see the two flanges 71 , 72 and can be moved outwards by an axial displacement of the sleeve 68.
  • the hydraulic drive 73 is formed by pressure pistons 74 arranged in cylinders, which, via a remotely controllable control device 75 and pressure medium lines 76 from a pressure medium memory trained supply unit 77 are acted upon.
  • Axially running guides preferably guide rails 78 with a dovetail cross section, are arranged between the sleeve 68 and the pressure segments 70.
  • the outer sides of the pressure segments 70 facing the pipeline are provided with elevations, in particular longitudinal ribs 79 and / or pimples. These surveys have outward. directed edge or tip so that pressure peaks can be generated and the pressure forces required for bursting can be kept to a minimum.
  • the bursting device 60 can also be provided with its own drive wheels 80 in order to enable entry into the pipeline 1 a.
  • a motor 81 is assigned to each of these drive wheels. Wheels 82 are also expediently attached to the tube production device.
  • the bursting device 60 is shown in the working position.
  • the pressure segments 70 have been pressed outwards against the pipeline 1a.
  • the sleeve 68 is then in the predetermined End position and abuts the flange 72 so that the pressure segments 70 have reached their maximum display position in which the defective tube has burst.
  • a pipe manufacturing device 3 is connected to the bursting device 60 via a coupling 61, 62.
  • a strip-shaped component 11 in the form of a helix is fed from a starting shaft to the pipe manufacturing device 36 located in the burst part of the pipe 1b.
  • the pipe manufacturing device 36 In the pipe manufacturing device 36, a cylindrical lining 38 in the form of a wound new pipe is produced from this strip-shaped component 11 in the burst pipe 1b.

Abstract

Ein fernsteuerbares und/oder programmierbares Rohrherstellungsgerät (3) wird in den Hohlraum (2) eingeführt und in diesem fortbewegt. Mittels des Rohrherstellungsgerätes (3) wird aus einem streifenförmigen Bauelement (11) die zylindrische Auskleidung (5) in dem langgestreckten Hohlraum (2) hergestellt. Zur Reparatur einer schadhaften Rohrleitung (1a) wird mit dem Rohrherstellungsgerät (3) ein Rohrberstgerät (60) verbunden. Die schadhafte Rohrleitung (1a) wird aufgeweitet und anschliessend mittels des Rohrherstellungsgerätes (3) mit einer Auskleidung (5) versehen. Es kann auch ein Vortriebsgerät (45) entlang einer vorgegebenen Strecke durch das unaufgebrochene Erdreich fernsteuerbar und/oder programmierbar hindurchgeführt und ein langgestreckter Hohlraum (2) gebildet werden. Durch ein mit dem Vortriebsgerät (45) beweglich verbundenes Rohrherstellungsgerät (3) wird eine zylindrische Auskleidung (5) des langgestreckten Hohlraumes (2) aus einem streifenförmigen Bauelement (11) hergestellt. Zur Durchführung dieser Verfahren wird ein Rohrherstellungsgerät verwendet, das unmittelbar im langgestreckten Hohlraum (2) aus dem streifenförmigen Bauelement (11) unter Bildung einer Wendel ein Rohr herstellt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Bilden einer zylinderförmigen Auskleidung in einem langgestreckten Hohlraum
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrich- tung zum Bilden einer zylinderförmigen Auskleidung in einem langgestreckten Hohlraum und ist insbesondere anwendbar für Schutzrohre (Energieversorgungskabel, Telefonkabel, Radio- und Fernsehkabel) und Produktrohre (Trinkwasserleitungen, Abwasser- leitungen, Drainageleitungen).
Zum Herstellen von nicht begehbaren, langgestreckten Hohlräu¬ men, z.B. unter verkehrsreichen Straßen oder Bahnen, ist es bekannt, Rohre im Erdreich hydraulisch vorzutreiben und dadurch ein Aufgraben, Lärmbelästigungen und Verkehrsbehinderungen zu vermeiden.
Aus der E-P-0 011 916 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zur Sanierung eines defekten Kanals oder Rohrleitungsabschnittes, der zwischen zwei Einstiegsschächten eines Kanalnetzes liegt, in einem der Einstiegsschächte eine Vorrichtung anzuordnen, mittels der durch spiralförmiges Wickeln eines streifenförmigen Bauele¬ ments ein Rohr gebildet wird, welches in den zu sanierenden . Kanal- bzw. Rohrabschnitt eingeschoben wird, bis es den zwei¬ ten Einstiegsschacht erreicht. Dann wird der verbleibende Ring- räum zwischen dem alten Kanal- bzw. Rohrabschnitt und dem neu¬ en Rohr verfüllt. Bei dieser bekannten Ausführung hat das strei- fenför ige Bauelement, aus dem das Rohr gewickelt wird, an dem einen Rand eine Nut und an dem anderen Rand eine Rippe. Nut und Rippe sind dabei in Ebenen angeordnet, die parallel zu den Schmalseiten des streifenförmigen Bauelements verlaufen. Beim Wickeln werden einander benachbarte Ränder des gewendelten, streifenförmigen Bauelements derart überlappt, daß die Rippe der einen Wendel jeweils radial in die Nut der benachbarten Wendel einrastet. Dadurch wird ein starres, gerades Rohr gebil- det, das nur mit vorgegebenen Zug- und Druckkräften belastet werden kann. Das bekannte Rohr eignet sich daher lediglich zur Sanierung von im wesentlichen geraden Rohr- oder Kanalabschnit¬ ten. Es können keine Neuanlagen erstellt werden, bei denen Krüm¬ mungen in der Rohrleitungsführung erforderlich sind.
Aus der DE-A-33 06 405 ist ein Verfahren zum Verlegen von Lei¬ tungssträngen im Erdreich bekannt, bei dem ein Vortriebskörper entlang einer Strecke durch das unaufgebrochene Erdreich hin¬ durchgetrieben und ein rohrförmiger Strang gleichzeitig durch die Vortriebsstrecke gezogen wird. Der Vortriebskörper wird auf der Vortriebsstrecke ferngesteuert. Die augenblickliche Stellung des Vortriebskörpers wird erfaßt und mit der einzuhaltenden Vor¬ triebsstrecke verglichen. Eine gegebenenfalls vorhandene Abwei¬ chung wird festgestellt und korrigiert. Der Vortriebskörper be- steht im wesentlichen aus einem Antriebsteil und einem Fräskopf, der mit einer Antriebswelle eines Antriebsmotors verbunden ist. Der Fräskopf ist über ein Kardangelenk mit der Antriebswelle des Antriebsmotors verbunden. Der Antriebsteil ist an seinem dem Fräskopf abgewandten Ende mit einer Greifvorrichtung zum Befe- stigen des Endes des einzuziehenden rohrförmigen Stranges ver¬ sehen. Dieser einzuziehende rohrförmige Strang ist über Tage auf einer Trommel aufgewickelt. Der Vortriebskörper zieht den fer¬ tigen Rohrstrang in die Vortriebsstrecke ein. Hierbei ist die- Vortriebslänge durch die während des Einziehens auftretende Man- telreibung des Rohrstranges begrenzt. Ferner kann das Rohr durch scharfkantige Gegenstände während des Einziehens beschädigt wer¬ den.
Zur Erneuerung bestehender, unbrauchbar gewordener Rohrleitun- gen ist es ferner bekannt, durch die Rohrleitung ein Berstgerät hindurchzuziehen, das die Rohrleitung aufweitet und zum Bersten bringt (Poole, A.D.; Rosbrook, R.B.; Reynolds, J.H.: Replace- ent of small diameter pipes by pipe bursting. Paper 4.1., "DO-DIG 85". First International Conference and Exhibition on Trenchless Construction for Utilities. 16.-18.4.1985. Kensington Exhibition Centre, London. Veranstalter: Institution of Public Health Engineers, London). In die auf diese Weise aufgeweitete Rohrleitung wird dann ein neues Rohr eingezogen. Auch hier ist die Länge des einzuziehenden Rohres begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit der unter Vermeidung jeglicher Mantelreibung oder hydraulischer Einpreßvorrichtungen eine zy¬ lindrische Auskleidung eines langgestreckten Hohlraumes er¬ stellt werden kann, der sowohl einen geradlinigen als auch einen gekrümmten Verlauf haben kann.
Eine Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren zum Bilden einer zylinderförmigen Auskleidung in einem langgestreckten Hohlraum, bei dem ein fernsteuerbares und/oder programmierbares Rohrherstellungsgerät in den Hohlraum eingeführt und in diesem fortbewegt wird, wobei mittels des Rohrherstellungsgerätes aus einem streifenförmigen Bauelement die zylindrische Auskleidung in dem langgestreckten Hohlraum hergestellt wird.
Eine zweite Lösung besteht in einem Verfahren zum Bilden eines mit einer zylindrischen Auskleidung versehenen, langgestreckten Hohlraumes im Erdreich, bei dem ein fernsteuerbares und/oder programmierbares Berstgerät in den vorhandenen Hohlraum einge¬ führt wird, mittels des Berstgerätes auf einen vorgegebenen Durchmesser aufgeweitet wird und dann mittels eines Rohrherstel- lungsger tes aus einem streifenförmigen Bauelement die zylindri¬ sche Auskleidung in dem langgestreckten Hohlraum hergestellt . wird.
Eine dritte Lösung besteht in einem Verfahren zum Bilden eines mit einer zylindrischen Auskleidung versehenen, langgestreck¬ ten Hohlraumes im Erdreich, bei dem ein Vortriebsgerät entlang einer vorgegebenen Strecke durch das unaufgebrochene Erdreich fernsteuerbar und/oder programmierbar hindurchgeführt und ein langgestreckter Hohlraum gebildet wird, und durch ein mit dem Vortriebsgerät beweglich verbundenes Rohrherstellungsgerät eine zylindrische Auskleidung des langgestreckten Hohlraumes aus ei¬ nem streifenförmigen Bauelement hergestellt wird.
Den drei erfindungsgemäßen Lösungen ist gemeinsam, daß Hohlräu- me von nahezu beliebiger Länge, in gekrümmter oder geradliniger Bahn mit einer unmittelbar nach der Herstellung belastbaren Auskleidung versehen werden können.
Bei einer Anordnung zum Bilden einer zylinderförmigen Ausklei- düng in einem langgestreckten Hohlraum besitzt das Rohrherstel¬ lungsgerät folgende Merkmale: a) in einer zylindrischen Hülse, dessen Außendurchmesser so bemessen ist, daß sie in den langgestreckten Hohlraum ein¬ führbar ist und dessen Innendurchmesser etwa dem Außendurch- messer der zu bildenden Auskleidung entspricht, ist eine Nabe angeordnet und an der Vortriebsseite mit der Hülse fest verbunden, b) am Außenumfang der Nabe sind Rollen angeordnet, über welche das streifenför ige Bauelement in Gestalt einer Wendel mit kleinem Durchmesser geführt ist, c) am abgestützten Ende der Nabe ist ein Ring drehbar gelagert, in dem Führungselemente vorgesehen sind, die das gewendelte streifenförmige Bauelement von der Nabe zur Außenseite des Ringes führen, d) an dem Außenumfang des Ringes sind Walzen derart angeordnet, daß sie das streifenförmige Bauelement unter Bildung einer. Wendel mit großem Durchmesser an die Innenfläche der Hülse drücken und e) es sind Mittel zum Aneinanderschieben und Verbinden der Rän- der der Wendel mit großem Durchmesser vorgesehen.
Die Erfindung wird an drei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt FIG 1 ein Rohrherstellungsgerät zum Herstellen einer zylindri¬ schen Auskleidung in einem vorhandenen langgestreckten Hohlraum, FIG 2 einen Querschnitt zu FIG 1, FIG 3, 4 vergrößerte Querschnitte einer aus einem streifenförmi¬ gen Bauelement gebildeten Wendel zum Herstellen einer Aus¬ kleidung, FIG 5 ein mit einem Vortriebsgerät gekuppeltes Rohrherstellungs¬ gerät zum Herstellen eines langgestreckten Hohlraumes unter Tage und zum Bilden einer Auskleidung vor Ort und
FIG 6 ein mit einem Berstgerät gekuppeltes Rohrherstellungsgerät zum Erneuern einer schadhaften Rohrleitung.
In FIG 1 führt von einem Schacht 1 ein langgestreckter Hohlraum 2 zu einem weiteren hier nicht dargestellten Schacht. Der lang¬ gestreckte Hohlraum 2 soll mit einer zylindrischen Auskleidung versehen werden. Hierzu wird über den Schacht 1 ein Rohrherstel¬ lungsgerät 3 in den Eintritt des Hohlraumes 2 eingebracht.
Das Rohrherstellungsgerät besitzt eine zylindrische Hülse 4, deren Außendurchmesser so bemessen ist, daß sie in den langge¬ streckten Hohlraum 2 eingeführt werden kann. Der Innendurchmes¬ ser der Hülse 4 entspricht etwa dem Außendurchmesser der zu bildenden Auskleidung 5. In der zylindrischen Hülse 4 ist eine Nabe 6 angeordnet und an der Vortriebsseite mit der Hülse 4 durch eine Schweißnaht fest verbunden.
Dem Rohrherstellungsgerät 3 ist im Schacht 1 eine Einrichtung vorgeordnet, bei der von einer Speichertrommel 10 ein streifen- förmiges Bauelement 11 abgenommen und einer Wickeltrommel 12 zu¬ geführt wird, die mit einen Antrieb 14 versehen ist. Auf der Wickeltrommel 12 wird das streifenförmige Bauelement 11 zu einer Wendel 13 mit kleinem Durchmesser geformt. Dabei wird diese kleine Wendel 13 durch einen Fördermechanismus, z.B. in Form einer auf der Trommel angeordneten gewindeformigen Erhebung 12a dem Rohrherstellungsgerät 3 zugeführt. Zur Führung der kleinen Wendel 13 ist ein Stützwagen 15 vorgesehen, der am Außenumfang eines zylindrischen Körpers 16 Kugeln 17 besitzt, über welche die kleine Wendel 13 gleitet. Der zylindrische Körper 16 ist in einem Gehäuse 18 durch Arme 19 abgestützt und mit Rollen 20 zum Fortbewegen in dem langgestreckten Hohlraum versehen.
Am Außenumfang der Nabe 6 des Rohrherstellungsgerätes 3 sind Rollen 6a angeordnet, über welche die kleine Wendel 13 geführt ist.
Am abgestützten Ende der Nabe 6 ist ein Ring 21 über Kugellager 22 gelagert. In dem Ring 21 sind - wie FIG 2 zeigt - Führungs¬ elemente vorgesehen, die das gewendelte streifenförmige Bauele¬ ment von der Nabe 6 zur Außenseite des Ringes 21 führen. Als Führungselemente dienen hierbei Walzen 23, 24. Am Außenumfang des Ringes 21 sind weitere Walzen 25 derart angeordnet, daß sie das streifenförmige Bauelement 11 unter Bildung einer Wendel 26 mit großem Durchmesser an die Innenfläche der Hülse 4 drücken. Dabei sind Mittel zum Aneinanderschieben und Verbinden der Schmalseiten der Wendel des streifenförmigen Bauelementes 11 vorgesehen. Diese Mittel zum Aneinanderschieben der Schmalseiten der größeren Wendel 26 des streifenförmigen Bauelementes sind, in vorteilhafter Weise durch je einen Bund 27 an den Walzen 24 des Ringes 21 gebildet (FIG 1). Der Ring 21 ist über ein Getriebe 29 mit einem elektrischen Antriebsmotor 28 verbunden, der während der Bildung der großen Wendel 26 den Ring 21 in Richtung des . Pfeiles 30 dreht (FIG 2). Die kleine Wendel 13 dreht sich dabei gegenläufig (Pfeil 31).
Als Mittel zum Verbinden der Schmalseiten der Wendel des strei¬ fenförmigen Bauelementes dient - wie FIG 1 zeigt - eine Vorrich¬ tung 32, die beispielsweise als Schweißvorrichtung ausgebildet ist. Hierbei wird von einer Trommel 32a ein Schweißdraht abge¬ rollt und über eine Umlenkrolle 32b der Schweißstelle 32c zuge- führt. Zur Energiezuführung und Steuerung sowie Überwachung dient ein Kabel 41, das von außen in den Schacht 1 eingeführt, durch eine hohle Achse der Trommel 12 und durch die kleine Wendel 13 hin¬ durchgeführt und mit den zu versorgenden Einrichtungen 28, 32, 37a, 37b und 42 in der Vorrichtung zum Bilden einer zylinderför¬ migen Auskleidung verbunden ist.
Zur Fernsteuerung und visuellen Überwachung des Rohrbildungsvor¬ ganges (Bildung der Wendel, Zusammenfügen der Schmalseiten und ihre Verbindung) ist eine Fernsehkamera 42 vorgesehen, die über eine Haltevorrichtung 43 am Ring 21 des Rohrherstellungsgerätes angebracht und an das Kabel 41 angeschlossen ist.
Wie FIG 3 im vergrößertem Maßstab zeigt, ist es vorteilhaft, dem streifenförmigen Bauelement 11 einen Querschnitt in Form eines Rhombus zu geben, dessen eine Schmalseite ballig ausgeführt, d.h. nach außen gewölbt ist. Auf diese Weise wird eine große Verbindungsfläche geschaffen, die beispielsweise angestrebt wird, wenn das streifenförmige Bauelement einen relativ dünnen Querschnitt hat. Die ballige Ausführung erleichtert darüber hinaus die Herstellung einer gekrümmten Auskleidung.
Es ist nicht immer notwendig, eine umlaufende Schweißnaht zwi¬ schen den einzelnen Verbindungsstellen vorzusehen. Wird statt einer umlaufenden Schweißnaht 7 nur punktförmig geschweißt, so ist es zweckmäßig, zumindest eine der beiden Schmalseiten des Rhombus ganz oder teilweise nach außen gewölbt auszuführen.
Es ist günstig, die eine Schmalseite des streifenförmigen Bau- elementes 11 mit einer Nut 33 und die andere Schmalseite mit einer Feder 34 zu versehen (FIG 4). Nut und Feder sind dabei in einer gemeinsamen Ebene 11a angeordnet, die senkrecht zu den Schmalseiten des streifenförmigen Bauelementes 11 verläuft. Auf diese Weise wird auch bei einem kurvenförmigen Verlauf der Aus- kleidung ein Ineinandergreifen der einzelnen Windungen sicherge¬ stellt. Der freie Rand der Feder 34 ist zweckmäßigerweise mit ö einer Wulst 34a versehen, um immer eine Linienberührung zu er¬ zielen, ohne daß große Kräfte zur Flächenpressung aufgebracht werden müssen.
Die Vorrichtung 32 kann auch zum Löten, Kleben, Falzen oder Nie¬ ten ausgebildet sein, je nachdem aus welchem Material das strei¬ fenförmige Bauelement 11 gefertigt ist.
Es ist von Vorteil, das streifenförmige Bauelement 11 aus fe- dernde Material zu bilden oder federndes Material, insbeson¬ dere eine Einlage 11b aus federndem Material in dem streifenför¬ migen Bauelement 11 vorzusehen (FIG 3). Dadurch wird das Ein¬ bringen des zu einer kleinen Wendel geformten streifenförmigen Bauelements in den langgestreckten Hohlraum erleichtert.
Zur Fortbewegung des Rohrherstellungsgerätes 3 ist ein Schreit¬ werk vorgesehen (FIG 1), das in an sich bekannter Weise eine durch Kolben und Zylinder gebildete Abstützeinrichtung 35 und eine durch Kolben und Zylinder gebildete Vorschubeinrichtung 36 enthält. Diese Einrichtungen 35 und 36 werden von einer fernbe¬ dienbaren Steuereinrichtung 37a und/oder einer Programmierein¬ richtung 37b in an sich bekannter Weise angesteuert und in dar Weise abwechselnd betätigt, daß das Rohrherstellungsgerät 3 in den Abstützphasen in Schritten kontinuierlich vorwärts bewegt wird. Die Abstützeinrichtungen 35 können Pratzen 38 nach Art eines Kolbens in Richtung des Doppelpfeiles 35a radial bewegen. Diese Pratzen 38 haben eine griffige Oberfläche, um einen siche¬ ren Halt in der Wandung des Hohlraumes zu gewährleisten. Die Pratzen 38 und Abstützeinrichtungen 35 sind jeweils in einem Gehäuse 39 angeordnet, das in Richtung des Doppelpfeiles 36a axial um den Hub verschiebbar gelagert ist und bei ausgefahrenem Pratzen 38 von den Vorschubeinrichtungen 36 axial bewegt werden, so daß das gesamte Rohrherstellungsgerät vorwärtsbewegt werden kann. Bei der in FIG 5 dargestellten Weiterbildung der Erfindung ist das Rohrherstellungsgerät 3 mit einem flanschartigen Ansatz 44 versehen, mit dem ein Vortriebsgerät 45 beweglich verbunden ist. Die Stirnfläche 46 des flanschartigen Ansatzes 44 und die darauf gleitende Gegenfläche 47 eines Grundkörpers 48 des Vortriebsge¬ rätes 45 sind als Kugelfächen ausgebildet. Am vorderen Ende des Grundkörpers 48 ist ein Bohrkopf 49 mittels eines Wellenzapfens 50 über Kugellager 51 gelagert. Der Wellenzapfen 50 ist mit ei¬ nem hydraulischen Antriebsmotor 52 drehmomentschlüssig verbun- den. An den hydraulischen Antriebsmotor 52 ist eine Rückspül¬ pumpe 53 für das abgebaute Bohrgut angeflanscht. Dieses Bohrgut wird vom Bohrkopf 49 über Kanäle 54 in Pfeilrichtung abgesaugt. Die Kanäle 54 sind zur Rückspülpumpe 53 geführt, an die das Ka¬ bel 41 für die Energiezuführung, Steuerung sowie Überwachung und eine Zu- und Abfuhrleitung 55 z.B. für Wasser angeschlossen ist.
Der Grundkörper 48 trägt außen einen Zylinder 56, welcher mit Hilfe einer Gummimanschette 57 mit dem Schreitwerk 40 des Rohr¬ herstellungsgerätes 3 verbunden ist.
Zur Verstellung der Richtung des Bohrkopfes 49 zur Achse des Rohrherstellungsgerätes 3 sind an dem flanschartigen Ansatz 44 Zylinder 58 angebracht, deren Kolbenstangen 59 an dem Zylinder 56 beweglich angeordnet sind. Bei einer Betätigung der Zylinder 56 über die Steuereinrichtung 37a und/oder die Programmierein¬ richtung 37b bewegt sich der Bohrkopf um die Kugelflächen 46,.47.
FIG 6 zeigt eine Anordnung, bei der mit dem Rohrherstellungsge¬ rät 3 ein Berstgerät 60 mittels einer Kupplung 61, 62 gekuppelt ist. Das Berstgerät 60 ist seinerseits mit einem Transportfahr¬ zeug 63 über eine weitere Kupplung 64, 65 verbunden. Die Ausbil¬ dung des Berstgerätes 60 kann beispielsweise wie in der deutschen Patentanmeldung P beschrieben vorgenommen sein.
Das Transportfahrzeug 63 hat angetriebene Räder 66 , Raupen oder ein Schreitwerk. In einem zylinderförmigen Grundkörper 67 des IU Berstgerätes 60 ist eine axial verschiebbare Hülse 68 angeord¬ net, die gleitfähige Oberflächen und an ihrem Umfang gegenüber der "Mittellinie 11a geneigte Flächen 69 aufweist. Auf diesen ge¬ neigten Flächen 69 sind Drucksegmente 70 angeordnet, die zwi- sehen den zwei Flanschen 71, 72 geführt und durch eine axiale Verschiebung der Hülse 68 nach außen ausstellbar sind. Der hy¬ draulische Antrieb 73 ist durch in Zylindern angeordnete Druck¬ kolben 74 gebildet, die über eine fernbedienbare Steuereinrich¬ tung 75 und Druckmittelleitungen 76 aus einer als Druckmittel- Speicher ausgebildeten Versorgungseinheit 77 beaufschlagt wer¬ den.
Zwischen der Hülse 68 und den Drucksegmenten 70 sind axial ver¬ laufende Führungen, vorzugsweise Führungsschienen 78 mit schwal- benschwanzförmigem Querschnitt angeordnet. Dadurch werden bei einem Zurückziehen der Hülse 68 die Drucksegmente 70 unabhängig von ihrer eigenen Rückstellkraft in die Ruhelage zurückgezogen und sind in jeder Richtung geführt.
Die zur Rohrleitung hin liegenden Außenseiten der Drucksegmente 70 sind mit Erhebungen, insbesondere Längsrippen 79 und/oder Pickeln versehen. Diese Erhebungen haben eine nach außen ge- . richtete Kante oder Spitze, so daß Druckspitzen erzeugt und die zum Bersten erforderlichen Druckkräfte kleingehalten werden können.
Das Berstgerät 60 kann anstelle einer Transportvorrichtung auch mit eigenen Antriebsrädern 80 versehen sein, um ein Einfahren in die Rohrleitung la zu ermöglichen. Diesen Antriebsrädern ist je ein Motor 81 zugeordnet. Auch am Rohrherstellungsgerät sind zweckmäßigerweise Räder 82 angebracht.
Das Berstgerät 60 ist in der Arbeitsstellung gezeigt. Durch Ver¬ schieben der Hülse 68 mittels des hydraulischen Antriebes sind die Drucksegmente 70 nach außen an die Rohrleitung la gedrückt worden. Die Hülse 68 befindet sich dann in der vorgegebenen Endposition und schlägt an den Flansch 72 an, so daß die Druck¬ segmente 70 ihre maximale Ausstellage erreicht haben, in der das schadhafte Rohr geborsten ist.
Mit dem Berstgerät 60 ist ein Rohrherstellungsgerät 3 über eine Kupplung 61, 62 verbunden.
Dem in dem geborstenen Teil des Rohres 1b befindlichen Rohrher¬ stellungsgerät 36 wird ein streifenförmiges Bauelement 11 in Gestalt einer Wendel von einem Startschacht her zugeführt. Im Rohrherstellungsgerät 36 wird aus diesem streifenförmigen Bau¬ element 11 im geborstenen Rohr lb eine zylindrische Auskleidung 38 in Form eines gewickelten neuen Rohres hergestellt.

Claims

' 1 Patentansprüche
1. Verfahren zum Bilden einer zylinderförmigen Auskleidung (5) in einem langgestreckten Hohlraum (2), nach dem ein fernsteuer- 5 bares und/oder programmierbares Rohrherstellungsgerät (3) in den Hohlraum (2) eingeführt und in diesem fortbewegt wird, wobei mittels des Rohrherstellungsgerätes (3) aus einem streifenför¬ migen Bauelement (11) die zylindrische Auskleidung (5) in dem langgestreckten Hohlraum (2) hergestellt wird. 0
2. Verfahren zum Bilden eines mit einer zylindrischen Ausklei¬ dung versehenen, langgestreckten Hohlraumes (2) im Erdreich, bei dem ein fernsteuerbares und/oder programmierbares Berstgεrät (60) in den vorhandenen Hohlraum (2) eingeführt wird, mittels 5 des Berstgerätes (60) auf einen vorgegebenen Durchmesser aufge¬ weitet wird und dann mittels eines fernsteuerbares und/oder pro¬ grammierbares Rohrherstellungsgerätes (3) aus einem streifen¬ förmigen Bauelement (11) die zylindrische Auskleidung (5) in dem langgestreckten Hohlraum (2) hergestellt wird. 0
3. Verfahren zum Bilden eines mit einer zylindrischen Ausklei¬ dung versehenen, langgestreckten Hohlraumes (2) im Erdreich, bei dem ein Vortriebsgerät (45) entlang einer vorgegebenen Strecke durch das unaufgebrochene Erdreich fernsteuerbar und/oder pro- 5 grammierbar hindurchgeführt und ein langgestreckter Hohlraum (2) gebildet wird und durch ein mit dem Vortriebsgerät (45) beweg¬ lich verbundenes Rohrherstellungsgerät (3) eine zylindrische Auskleidung (5) des langgestreckten Hohlraumes (2) aus einem streifenförmigen Bauelement (11) hergestellt wird. 0
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem das streifenför¬ mige Bauelement (11) von einem außerhalb des langgestreckten Hohlraumes (.2) angeordneten Speicher zu dem im langgestreckten Hohlraum (2) befindlichen Rohrherstellungsgerät (3) in Gestalt
35 einer Wendel (13) zugeführt wird. 5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An¬ sprüche 1 bis 4, bei der das Rohrbildungsgerät folgende Merkmale aufweist: a) in einer zylindrischen Hülse (4), deren Außendurchmesser so bemessen ist, daß sie in den langgestreckten Hohlraum (2) einführbar ist und dessen Innendurchmesser etwa dem Außen¬ durchmesser der zu bildenden Auskleidung (5) entspricht, ist eine Nabe (6) angeordnet und an der Vortriebsseite mit der Hülse (4) fest verbunden, b) am Außenumfang der Nabe (6) sind Rollen (6a) angeordnet, über welche das streifenförmige Bauelement (11) in Gestalt einer Wendel (13) mit kleinem Durchmesser geführt ist, c) am abgestützten Ende der Nabe (6) ist ein Ring (21) drehbar gelagert, in dem Führungselemente (23, 24) vorgesehen sind, die das gewendelte streifenförmige Bauelement (11) von der Nabe (6) zur Außenseite des Ringes (21) führen, d) an dem Außenumfang des Ringes (21) sind Walzen (25) derart angeordnet, daß sie das streifenförmige Bauelement (11) un¬ ter Bildung einer Wendel (26) mit großem Durchmesser an die Innenfläche der Hülse (4) drücken und e) es sind Mittel zum Aneinanderschieben und Verbinden der Rän¬ der der Wendel (26) mit großem Durchmesser vorgesehen.
6. Anordnung nach Anspruch 5, bei der dem Rohrherstellungsgerät (3) eine Einrichtung vorgeordnet ist, welche ein streifenför- miges Bauelement (11) zu einer Wendel (13) mit kleinem Durchmes¬ ser formt.
7. Anordnung nach Anspruch 5, bei der die Mittel zum Aneinan- derschieben der Stirnflächen der Wendel (26) mit großem Durch¬ messer durch je einen Bund (27) an den Walzen (25) des Ringes (21) gebildet sind.
8. Anordnung nach Anspruch 5, bei der als Mittel zum Verbinden der Schmalseiten der Wendel des streifenförmigen Bauelementes '1 (11) eine Vorrichtung (32) zum Schweißen, Löten, Kleben, Falzen oder Nieten dient.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der das
5 streifenförmige Bauelement (11) einen Querschnitt in Form eines Rhombus hat.
10. Anordnung nach Anspruch 9, bei der zumindest eine der Schmalseiten des streifengör igen Bauelementes (11) ganz oder
10 teilweise ballig ausgeführt ist.
11. Anordnung nach Anspruch 5, bei der die eine Schmalseite des streifenförmigen Bauelements (11) mit einer Nut (33) ver¬ sehen ist und die andere Schmalseite eine Feder (34) aufweist.
15
12. Anordnung nach Anspruch 5, bei der das streifenförmige Bau¬ element (11) aus federndem Material gebildet ist oder Einlagen aus federndem Material enthält.
20 13. Anordnung nach Anspruch 5, bei der das Rohrherstellungsgerät (3) mit einem Schreitwerk (40) versehen ist.
14. Anordnung nach Anspruch 5, bei der das Rohrherstellungsgerät (3) mit von einem Motor (81) angetriebenen Rollen (80) oder
25 Raupen versehen ist.
15. Anordnung nach Anspruch 5, bei der das Rohrherstellungsgerät (3) mit einem Vortriebsgerät (45 bzw. 63) beweglich verbunden ist
30 16. Anordnung nach Anspruch 5, bei der das Rohrherstellungsgerät (3) mit einem Berstgerät (60) gekuppelt ist.
17. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 zum Verfertigen einer mit einem Streifen aus Kunststoff hergestellten zylindrischen Aus- 35 kleidung, bei dem nach Beendigung des Rohrstellungsprogrammes erwärmte Luft in das Rohr geblasen wird.
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