WO1996000362A1 - Method and device for replacing a pipe line laid in the ground - Google Patents

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WO1996000362A1 PCT/DE1995/000801 DE9500801W WO9600362A1 WO 1996000362 A1 WO1996000362 A1 WO 1996000362A1 DE 9500801 W DE9500801 W DE 9500801W WO 9600362 A1 WO9600362 A1 WO 9600362A1
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housing
pipeline
pipe line
boring machine
cutter head
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PCT/DE1995/000801
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Helmut Derwand
Horst Derwand
Herbert Schwanfelder
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Preussag Wasser Und Rohrtechnik Gmbh
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/28—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring
    • E21B7/30—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring without earth removal
    • 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
    • F16L55/1658—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 the old pipe being ruptured prior to insertion of a new pipe

Definitions

  • the invention relates to a method for replacing a plastic pipeline laid in the ground with a new pipeline and a device for carrying out the method.
  • EP 0 094 694 B1 discloses a method for exchanging an existing underfloor line for a new line, in which the underfloor line is divided on the spot to form individual pieces and the individual pieces are moved radially outward in order to drill the hole To expand the line and thereby form a passage into which the new line is introduced.
  • the tearing open of the underfloor line and the formation of the passage is carried out with the aid of a ram boring machine which is moved through the underfloor line and has a frustoconical section to which a tearing component is attached.
  • the subsurface line is torn open and shattered by the section, and the resulting debris is moved radially outward to form the passage for the new pipeline, which is simultaneously pulled in with the help of the ram boring machine.
  • This known method and the known device are suitable for ripping pipes made of brittle and therefore easily breaking material such as gray cast iron or stoneware.
  • the known method and the associated device are not very suitable for tearing open plastic pipes laid in the ground.
  • the smooth surface of the pipes made of plastic and the high elasticity of the plastics used for this makes tearing open using the known method almost impossible.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned, which can be carried out economically and reliably.
  • the existing plastic pipeline is cut into several strips in the longitudinal direction, that these strips are moved radially outward without being separated from the pipeline and that the ram boring machine is counter to the direction of advance is supported on the strips.
  • the existing pipeline is not broken up into individual pieces, but rather individual strips are formed which remain connected to the part of the pipeline which has not yet been changed.
  • it is possible to support the ram boring machine against the driving direction on these strips, thereby preventing the ram boring machine from sliding back after each hammer blow. This makes it possible to effectively transfer the impact energy to the pipeline and to achieve good cutting and expansion performance even with tough plastics.
  • An increase in the cutting performance can furthermore be achieved by injecting a lubricant into the passage formed by the ram boring machine, by means of which the friction on the new pipeline drawn in simultaneously with the ram boring machine is reduced.
  • a device consisting of a housing for receiving a hydraulically or pneumatically driven ram boring machine, the housing having a knife head with several knives arranged in a star shape at its front end in the forward direction on following the cutter head carries an expansion body, the cross-section of which increases towards the center of the housing and which has saw-tooth-like cross-sections effective on its outer surface against the direction of advance.
  • the existing pipeline is cut in several places in the longitudinal direction or completely severed with the aid of the cutter head.
  • the pipeline is then expanded with the aid of the expansion body, with individual strips being formed from the wall of the pipeline, which strips separate from one another when the expansion body slides along.
  • the expansion body Due to the resistance that the strips formed oppose to the expansion and the formation of the sawtooth-like cutting edges on the lateral surface of the expansion body, the expansion body is held against the direction of advance on the strips so that it cannot slide back when the hammer of the ram boring machine is retracted and no impact energy is lost.
  • the body can have the shape of a truncated cone or a regular truncated pyramid.
  • the expansion body can have grooves extending in the longitudinal direction, each of which is aligned with a knife of the cutter head. These grooves form additional cutting edges which support the separation of the pipeline into individual strips when the knives of the cutter head have not yet completely severed the pipeline wall.
  • the ram boring machine is supported against the direction of advance by a compression spring on the housing. This dampens the rebound of the hammer of the ram boring machine and allows the ram boring machine to spring back in the housing, which saves part of the rebound energy and transfers it to the next hammer. impact can be transferred to the housing of the device.
  • An embodiment of the device according to the invention in which the cutter head is movable in the axial direction relative to the expansion body has proven to be particularly advantageous.
  • the cutter head can be driven in the manner of a chisel by the impact energy generated by the ram boring machine, its axial movement being independent of the sluggish housing with the expansion body attached to it.
  • the cutter head thus achieves a higher instantaneous cutting speed compared to the advance speed of the housing and a better cutting effect of the knives was observed.
  • the entire impact energy is available for advancing the expansion body and tightening the new pipeline, which speeds up this process. It has also proven to be advantageous if the expansion body is axially movable relative to the housing.
  • the cutter head can be mounted on a pin which is fastened to the front end of the housing and which has a recess at its front end for hanging a traction cable.
  • Means can also be provided by which the cutter head is prevented from rotating with respect to the expanding body. This is necessary if the expansion body has grooves or the like, the position of which is fixed with respect to the position of the knives. This can be achieved in a simple manner, for example, by a rotationally fixed connection between the cutter head and the expander body.
  • the device can have a second truncated cone-shaped expanding body at the rear end in the driving direction, the housing being constricted between the two expanding bodies.
  • the largest diameter of the second expansion body can be smaller than the largest diameter of the first expansion body.
  • the second expansion body ensures good guidance and directional stability of the device according to the invention.
  • the constriction between the expansion bodies reduces the friction and enables curved pipe sections to be passed through.
  • the rear end of the housing according to the invention has a cylindrical sleeve, in the bore of which a bayonet coupling is provided for coupling a coupling sleeve which can be connected to the new pipeline.
  • the coupling sleeve can have a radial injection bore for injecting a lubricant into the widened bore.
  • the drawing shows in longitudinal section a device for separating and expanding thick-walled plastic drainage pipes, such as those laid under landfills, for example.
  • the device consists of a housing 1, which is formed from a conical sleeve 2, a cylindrical middle piece 3 and a spring bearing sleeve 4, the parts mentioned being connected to one another by threads.
  • a ram boring machine 5 is arranged in the housing 1 and rests with its frustoconical head on the tapered sleeve 2.
  • the ram boring machine 5 is supported on the spring bearing sleeve 4 by means of a compression spring 6.
  • the ram boring machine 5 can be driven hydraulically or pneumatically.
  • the drive energy is fed through lines, not shown, through the bore of the spring bearing sleeve 4 to the ram boring machine 5.
  • a truncated cone-shaped expansion body 7 which is provided on its conical outer surface with cutting edges 8 formed by a sawtooth-like profile.
  • the expanding body 7 has a tapered bore, the taper of which is adapted to that of the tapered sleeve 2 and is dimensioned so steep that no self-locking occurs. During operation, the expansion body 7 can therefore lift off the conical sleeve 2.
  • a cutter head 9 In front of the expansion body 7 there is a cutter head 9, which is axially displaceably mounted on a pin 10 screwed into the tapered sleeve 2.
  • the free end of the pin 10 is seen with a rope pocket 11, in which a pull rope 13 is fastened with the aid of a cast rope bottle 12.
  • the cutter head 9 has a plurality of cutters 14 which are radially aligned with the longitudinal axis of the housing 1 and which cut through the plastic tube 15 when the device is being driven to form individual strips.
  • a sleeve 16 is fastened, which has a frustoconical section which forms a second expansion body 17.
  • a bayonet coupling 19 for coupling a coupling sleeve 20 is formed in the bore 18 of the sleeve 16.
  • the coupling sleeve 20 has spaced-apart anchor plates 21 which, when the coupling sleeve 20 is inserted into the bore 18, pass through recesses 22 into the interior of the bore 18.
  • the anchor plates 21 By rotating the coupling sleeve 20 by half the pitch of the anchor plates 21 and withdrawing the coupling sleeve 20, the anchor plates 21 enter the anchor recesses 23, in which they are held in a form-fitting manner. In this position, the coupling sleeve 20 can be secured by screwing in a bolt 24.
  • Another securing option is to arrange a clamping ring in the space between the sleeve 16 and the step surface 25 on the coupling sleeve 20.
  • the coupling sleeve 20 is provided with an injection nipple 26 which is connected via a hose 27 to a pump Supply of a support and lubricant, for example a bentonite suspension, can be connected.
  • a support and lubricant for example a bentonite suspension
  • the new pipe 30 to be installed is fastened to the coupling sleeve 20 with the aid of a flange ring 28 and screws 29.
  • the device described is inserted into a plastic pipe line buried in the ground and the ram boring machine 5 is supplied with impact energy.
  • a traction rope is hung on the pin 10, via which a defined tensile force is transmitted to the housing 1.
  • the pipeline is first cut into strips by the knives 14, which are pressed radially outward by the subsequent expansion body 7 against the material surrounding them and to form a passage for the new steel or plastic line which is subsequently drawn in be expanded. Sliding back of the expansion body 7, caused by the springback of the pipeline and the return energy of the percussion piston, is prevented by the cutting edges 8 on the expansion body 7, which notch into the inner surface of the strips formed and thereby enable a high supporting force to be transmitted.

Abstract

The invention concerns a method of replacing a plastic pipe line (15) by a new pipe line (30), the existing pipe line being ripped open and its bore increased by means of ram-driven drilling device (5) to produce a passage whose diameter is greater than the external diameter of the new pipe line, the new pipe line being drawn into the passage thus formed at the same time as the existing pipe line (15) is widened. The invention calls for the existing pipe line (15) to be cut into several strips along the longitudinal axis of the pipe line, these strips being forced radially outwards without being separated from the pipe line and the drilling device being supported by the strips of pipe line in the direction opposite to the direction of advance of the drilling device.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Austauschen einer in der Erde verlegten Rohrleitung Method and device for replacing a pipeline buried in the ground
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Austauschen einer in der Erde verlegten Rohrleitung aus Kunststoff gegen eine neue Rohrleitung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for replacing a plastic pipeline laid in the ground with a new pipeline and a device for carrying out the method.
Aus der EP 0 094 694 Bl ist ein Verfahren für den Austausch einer bestehenden Unterflurleitung gegen einen neue Leitung bekannt, bei dem die Unterflurleitung an Ort und Stelle zur Bildung von Einzelstücken aufgeteilt wird und die Einzel¬ stücke radial auswärts bewegt werden, um die Bohrung der Leitung aufzuweiten und dadurch eine Passage zu bilden, in die die neue Leitung eingebracht wird. Das Aufreißen der Unterflurleitung und das Bilden der Passage erfolgt mit Hilfe eines Rammbohrgeräts, das durch die Unterflurleitung hindurch bewegt wird und ein kegelstumpfförmiges Teilstück hat, an dem ein Aufreißbauteil angebracht ist. Durch das Teilstück wird die Unterflurleitung aufgerissen und zer- trümmert und die entstandenen Trümmer werden radial nach außen bewegt, um die Passage für die neue Rohrleitung zu bilden, die gleichzeitig mit Hilfe des Rammbohrgeräts ein¬ gezogen wird. Dieses bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung eigenen sich zum Aufreißen von Rohren aus sprö- dem und daher leicht brechendem Material wie Grauguß oder Steinzeug. Zum Aufreißen von in der Erde verlegten Kunst¬ stoffrohren ist das bekannte Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung jedoch wenig geeignet. Die glatte Oberfläche der aus Kunststoff bestehenden Rohre und die hohe Elastizi- tat der hierzu verwendeten Kunststoffe macht ein Aufreißen nach dem bekannten Verfahren nahezu unmöglich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das wirtschaftlich und zuverlässig durchführbar ist.EP 0 094 694 B1 discloses a method for exchanging an existing underfloor line for a new line, in which the underfloor line is divided on the spot to form individual pieces and the individual pieces are moved radially outward in order to drill the hole To expand the line and thereby form a passage into which the new line is introduced. The tearing open of the underfloor line and the formation of the passage is carried out with the aid of a ram boring machine which is moved through the underfloor line and has a frustoconical section to which a tearing component is attached. The subsurface line is torn open and shattered by the section, and the resulting debris is moved radially outward to form the passage for the new pipeline, which is simultaneously pulled in with the help of the ram boring machine. This known method and the known device are suitable for ripping pipes made of brittle and therefore easily breaking material such as gray cast iron or stoneware. However, the known method and the associated device are not very suitable for tearing open plastic pipes laid in the ground. The smooth surface of the pipes made of plastic and the high elasticity of the plastics used for this makes tearing open using the known method almost impossible. The invention has for its object to provide a method of the type mentioned, which can be carried out economically and reliably.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, daß die vorhandene, aus Kunststoff bestehende Rohrleitung in Längsrichtung in mehrere Streifen aufgetrennt wird, daß diese Streifen, ohne daß sie von der Rohrleitung abgetrennt werden, radial nach außen bewegt werden und daß das Ramm- bohrgerät entgegen der Vortriebsrichtung an den Streifen abgestützt wird.According to the method according to the invention, it is provided that the existing plastic pipeline is cut into several strips in the longitudinal direction, that these strips are moved radially outward without being separated from the pipeline and that the ram boring machine is counter to the direction of advance is supported on the strips.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die vorhandene Rohrleitung nicht in Einzelstücke zertrümmert, sondern es werden einzelne Streifen gebildet, die mit dem noch unver¬ änderten Teil der Rohrleitung verbunden bleiben. Auf diese Weise ist es möglich, das Rammbohrgerät gegen die Vor¬ triebsrichtung an diesen Streifen abzustützen, wodurch ein Zurückrutschen des Rammbohrgeräts nach jedem Schlag des Hammers vermieden wird. Hierdurch ist es möglich, die Schlagenergie wirksam auf die Rohrleitung zu übertragen und auch bei zähen Kunststoffen eine gute Schneid- und Aufweit¬ leistung zu erzielen.In the method according to the invention, the existing pipeline is not broken up into individual pieces, but rather individual strips are formed which remain connected to the part of the pipeline which has not yet been changed. In this way, it is possible to support the ram boring machine against the driving direction on these strips, thereby preventing the ram boring machine from sliding back after each hammer blow. This makes it possible to effectively transfer the impact energy to the pipeline and to achieve good cutting and expansion performance even with tough plastics.
Eine Steigerung der Schneidleistung kann weiterhin dadurch erreicht werden, daß in die durch das Rammbohrgerät gebil¬ dete Passage ein Gleitmittel injiziert wird, durch das die Reibung an der mit dem Rammbohrgerät gleichzeitig eingezo¬ genen neuen Rohrleitung vermindert wird.An increase in the cutting performance can furthermore be achieved by injecting a lubricant into the passage formed by the ram boring machine, by means of which the friction on the new pipeline drawn in simultaneously with the ram boring machine is reduced.
Zur Durchführung des Verfahrens ist nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung eine Vorrichtung vorgesehen beste¬ hend aus einem Gehäuse zur Aufnahme eines hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Rammbohrgeräts, wobei das Gehäuse an seinem, in Vortriebsrichtung vorderen Ende einen Messer¬ kopf mit mehreren, sternförmig angeordneten Messern und auf den Messerkopf folgend einen Aufweitkörper trägt, dessen Querschnitt zur Gehäusemitte zunimmt und der auf seiner Mantelfläche entgegen der Vortriebsrichtung wirksame Schneiden von sägezahnartige Querschnitt hat. Mit der beschriebenen Vorrichtung wird mit Hilfe des Messerkopfes die vorhandene Rohrleitung an mehreren Stellen in Längs¬ richtung eingeschnitten oder vollständig durchtrennt. Anschließend wird mit Hilfe des Aufweitkörpers die Rohrlei¬ tung aufgeweitet, wobei aus der Wand der Rohrleitung ein- zelne Streifen gebildet werden, die sich beim Entlangglei¬ ten des Aufweitkörpers voneinander entfernen. Durch den Widerstand, den die gebildeten Streifen dem Aufweiten ent¬ gegensetzen und durch die Ausbildung der sägezahnartigen Schneiden auf der Mantelfläche des Aufweitkörpers wird der Aufweitkörper entgegen der Vortriebsrichtung an den Strei¬ fen festgehalten, so daß er beim Zurückfahren des Hammers des Rammbohrgeräts nicht zurückgleiten kann und keine Schlagenergie verloren geht.To carry out the method, according to a further proposal of the invention, a device is provided consisting of a housing for receiving a hydraulically or pneumatically driven ram boring machine, the housing having a knife head with several knives arranged in a star shape at its front end in the forward direction on following the cutter head carries an expansion body, the cross-section of which increases towards the center of the housing and which has saw-tooth-like cross-sections effective on its outer surface against the direction of advance. With the device described, the existing pipeline is cut in several places in the longitudinal direction or completely severed with the aid of the cutter head. The pipeline is then expanded with the aid of the expansion body, with individual strips being formed from the wall of the pipeline, which strips separate from one another when the expansion body slides along. Due to the resistance that the strips formed oppose to the expansion and the formation of the sawtooth-like cutting edges on the lateral surface of the expansion body, the expansion body is held against the direction of advance on the strips so that it cannot slide back when the hammer of the ram boring machine is retracted and no impact energy is lost.
Erfindungsgemäß kann der Auf eitkörper die Form eines Kegelstumpfs oder eines regelmäßigen Pyramidenstumpfs haben. Weiterhin kann der Aufweitkörper sich in Längsrich¬ tung erstreckende Nuten haben, die jeweils mit einem Messer des Messerkopfs fluchten. Durch diese Nuten werden zusätz- liehe Schneidkanten gebildet, die das Auftrennen der Rohr¬ leitung in einzelne Streifen unterstützen, wenn die Messer des Messerkopfes die Rohrleitungswand noch nicht vollstän¬ dig durchtrennt haben.According to the body can have the shape of a truncated cone or a regular truncated pyramid. Furthermore, the expansion body can have grooves extending in the longitudinal direction, each of which is aligned with a knife of the cutter head. These grooves form additional cutting edges which support the separation of the pipeline into individual strips when the knives of the cutter head have not yet completely severed the pipeline wall.
Weiterhin hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Rammbohrgerät entgegen der Vortriebsrichtung über eine Druckfeder am Gehäuse abge¬ stützt ist. Hierdurch wird das Zurückprallen des Hammers des Rammbohrgeräts gedämpft und ein Zurückfedern des Ramm- bohrgeräts im Gehäuse ermöglicht, wodurch ein Teil der Rückschlagenergie gespeichert und mit dem nächsten Hammer- schlag auf das Gehäuse der Vorrichtung übertragen werden kann.It has also proven to be advantageous if, in the device according to the invention, the ram boring machine is supported against the direction of advance by a compression spring on the housing. This dampens the rebound of the hammer of the ram boring machine and allows the ram boring machine to spring back in the housing, which saves part of the rebound energy and transfers it to the next hammer. impact can be transferred to the housing of the device.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erwiesen, bei der der Messer¬ kopf gegenüber dem Aufweitkörper in axialer Richtung beweg¬ lich ist. Hierdurch kann der Messerkopf durch die von dem Rammbohrgerät erzeugte Schlagenergie nach Art eines Meißels vorangetrieben werden, wobei er in seiner Axialbewegung von dem trägeren Gehäuse mit dem daran befestigten Aufweitkör¬ per unabhängig ist. Der Messerkopf erreicht dadurch eine höhere momentane Schnittgeschwindigkeit verglichen mit der Vortriebsgeschwindigkeit des Gehäuses und es konnte eine bessere Schneidwirkung der Messer beobachtet werden. Nach einem Schneidschritt des Messerkopfes steht die gesamte Schlagenergie für das Vortreiben des Aufweitkörpers und das Nachziehen der neuen Rohrleitung zur Verfügung, wodurch dieser Vorgang beschleunigt wird. Als günstig hat sich auch erwiesen, wenn der Aufweitkörper gegenüber dem Gehäuse axial beweglich ist. Auch hier hat sich gezeigt, daß bei geringerem Aufweitwiderstand der Aufweitkörper in Schritten gegenüber dem Gehäuse voreilt, so daß sich die gesamte Schlagenergie auf das Vortreiben des Gehäuses und das Nach¬ ziehen des neuen Rohres konzentrieren kann. Erfindungsgemäß kann der Messerkopf auf einem Zapfen gelagert sein, der an dem vorderen Ende des Gehäuses befestigt ist und der an seinem vorderen Ende eine Ausnehmung zur Einhängung eines Zugseils hat. Weiterhin können Mittel vorgesehen sein, durch die der Messerkopf an einer Drehung gegenüber dem Aufweitkörper gehindert ist. Dies ist notwendig, wenn der Aufweitkörper Nuten oder dergleichen hat, deren Position zur Position der Messer festgelegt ist. Auf einfache Weise läßt sich dies beispielsweise durch eine drehfeste Verbin¬ dung zwischen dem Messerkopf und dem Aufweitkörper errei- chen. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vor¬ richtung an dem in Vortriebsrichtung hinteren Ende einen zweiten kegelstumpfförmigen Aufweitkörper aufweisen, wobei das Gehäuse zwischen den beiden Aufweitkörpern eingeschnürt ist. Der größte Durchmesser des zweiten Aufweitkörpers kann kleiner sein als der größte Durchmesser des ersten Aufweit¬ körpers. Durch den zweiten Aufweitkörper wird eine gute Führung und Richtungsstabilität der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung erreicht. Die Einschnürung zwischen den Aufweit- körpern vermindert die Reibung und ermöglicht das Durchfah¬ ren von gekrümmten Rohrleitungsabschnitten. Zur Befestigung der neuen Rohrleitung weist erfindungsgemäß das hintere Ende des Gehäuses eine zylindrische Hülse auf, in deren Bohrung eine Bajonettkupplung zum Ankuppeln einer mit der neuen Rohrleitung verbindbaren Kupplungshülse vorgesehen ist. Die Kupplungshülse kann erfindungsgemäß eine radiale Injektionsbohrung zum Injizieren eines Gleitmittels in die aufgeweitete Bohrung aufweisen.An embodiment of the device according to the invention in which the cutter head is movable in the axial direction relative to the expansion body has proven to be particularly advantageous. As a result, the cutter head can be driven in the manner of a chisel by the impact energy generated by the ram boring machine, its axial movement being independent of the sluggish housing with the expansion body attached to it. The cutter head thus achieves a higher instantaneous cutting speed compared to the advance speed of the housing and a better cutting effect of the knives was observed. After a cutting step of the cutter head, the entire impact energy is available for advancing the expansion body and tightening the new pipeline, which speeds up this process. It has also proven to be advantageous if the expansion body is axially movable relative to the housing. Here, too, it has been shown that, with less expansion resistance, the expansion body leads in steps relative to the housing, so that the entire impact energy can concentrate on advancing the housing and tightening the new pipe. According to the invention, the cutter head can be mounted on a pin which is fastened to the front end of the housing and which has a recess at its front end for hanging a traction cable. Means can also be provided by which the cutter head is prevented from rotating with respect to the expanding body. This is necessary if the expansion body has grooves or the like, the position of which is fixed with respect to the position of the knives. This can be achieved in a simple manner, for example, by a rotationally fixed connection between the cutter head and the expander body. According to a further proposal of the invention, the device can have a second truncated cone-shaped expanding body at the rear end in the driving direction, the housing being constricted between the two expanding bodies. The largest diameter of the second expansion body can be smaller than the largest diameter of the first expansion body. The second expansion body ensures good guidance and directional stability of the device according to the invention. The constriction between the expansion bodies reduces the friction and enables curved pipe sections to be passed through. To fasten the new pipeline, the rear end of the housing according to the invention has a cylindrical sleeve, in the bore of which a bayonet coupling is provided for coupling a coupling sleeve which can be connected to the new pipeline. According to the invention, the coupling sleeve can have a radial injection bore for injecting a lubricant into the widened bore.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei- spiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Die Zeichnung zeigt im Längsschnitt eine Vorrichtung zum Auftrennen und Aufweiten von dickwandigen Kunststoff- Drainagerohren, wie sie beispielsweise unter Mülldeponien verlegt sind. Die Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 1, das aus einer Kegelhülse 2, einem zylindrischen Mittelstück 3 und einer Federlagerhülse 4 gebildet ist, wobei die genannten Teile durch Gewinde miteinander verbunden sind. In dem Gehäuse 1 ist ein Rammbohrgerät 5 angeordnet, das mit seinem kegelstumpfförmigen Kopf an der Kegelhülse 2 anliegt. Über eine Druckfeder 6 ist das Rammbohrgerät 5 an der Federlagerhülse 4 abgestützt. Das Rammbohrgerät 5 kann hydraulisch oder pneumatisch angetrieben sein. Die Antriebsenergie wird durch nicht näher dargestellte Leitun- gen durch die Bohrung der Federlagerhülse 4 an das Ramm¬ bohrgerät 5 herangeführt. Auf der Kegelhülse 2 ist ein kegelstumpfförmiger Aufweit¬ körper 7 angeordnet, der auf seiner kegeligen Mantelfläche mit durch ein sägezahnartiges Profil gebildeten Schneiden 8 versehen ist. Der Aufweitkörper 7 weist eine Kegelbohrung auf, deren Kegelneigung an die der Kegelhülse 2 angepaßt und so steil bemessen ist, daß keine Selbsthemmung ein¬ tritt. Im Betrieb kann daher der Aufweitkörper 7 von der Kegelhülse 2 abheben. Vor dem Aufweitkörper 7 befindet sich ein Messerkopf 9 , der auf einem in die Kegelhülse 2 einge- schraubten Zapfen 10 axial verschiebbar gelagert ist. Das freie Ende das Zapfens 10 ist mit einer Seiltasche 11 ver¬ sehen, in der mit Hilfe einer eingegossenen Seilflasche 12 ein Zugseil 13 befestigt ist. Der Messerkopf 9 weist meh¬ rere zur Längsachse des Gehäuses 1 radial ausgerichtete Messer 14 auf, die beim Vortrieb der Vorrichtung das Kunst¬ stoffröhr 15 zur Bildung einzelner Streifen durchtrennen. An dem hinteren Ende des Gehäuses 1 ist eine Hülse 16 befe¬ stigt, die einen kegelstumpfförmigen Abschnitt hat, der einen zweiten Aufweitkörpers 17 bildet. In der Bohrung 18 der Hülse 16 ist eine Bajonettkupplung 19 zum Ankuppeln einer Kupplungshülse 20 ausgebildet. Die Kupplungshülse 20 weist im Abstand voneinander angeordnete Ankerplatten 21 auf, die beim Einstecken der Kupplungshülse 20 in die Boh¬ rung 18 durch Aussparungen 22 in das Innere der Bohrung 18 gelangen. Durch Drehen der Kupplungshülse 20 um den halben Teilungsabstand der Ankerplatten 21 und Zurückziehen der Kupplungshülse 20 gelangen die Ankerplatten 21 in die Ankernischen 23, in denen sie formschlüssig gehalten sind. In dieser Position kann die Kupplungshülse 20 durch Ein- schrauben eines Bolzens 24 gesichert werden. Eine andere Sicherungsmöglichkeit besteht in der Anordnung eines Spann¬ rings in dem Zwischenraum zwischen der Hülse 16 und der Stufenfläche 25 an der Kupplungshülse 20.The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment which is illustrated in the drawing. The drawing shows in longitudinal section a device for separating and expanding thick-walled plastic drainage pipes, such as those laid under landfills, for example. The device consists of a housing 1, which is formed from a conical sleeve 2, a cylindrical middle piece 3 and a spring bearing sleeve 4, the parts mentioned being connected to one another by threads. A ram boring machine 5 is arranged in the housing 1 and rests with its frustoconical head on the tapered sleeve 2. The ram boring machine 5 is supported on the spring bearing sleeve 4 by means of a compression spring 6. The ram boring machine 5 can be driven hydraulically or pneumatically. The drive energy is fed through lines, not shown, through the bore of the spring bearing sleeve 4 to the ram boring machine 5. Arranged on the conical sleeve 2 is a truncated cone-shaped expansion body 7, which is provided on its conical outer surface with cutting edges 8 formed by a sawtooth-like profile. The expanding body 7 has a tapered bore, the taper of which is adapted to that of the tapered sleeve 2 and is dimensioned so steep that no self-locking occurs. During operation, the expansion body 7 can therefore lift off the conical sleeve 2. In front of the expansion body 7 there is a cutter head 9, which is axially displaceably mounted on a pin 10 screwed into the tapered sleeve 2. The free end of the pin 10 is seen with a rope pocket 11, in which a pull rope 13 is fastened with the aid of a cast rope bottle 12. The cutter head 9 has a plurality of cutters 14 which are radially aligned with the longitudinal axis of the housing 1 and which cut through the plastic tube 15 when the device is being driven to form individual strips. At the rear end of the housing 1, a sleeve 16 is fastened, which has a frustoconical section which forms a second expansion body 17. A bayonet coupling 19 for coupling a coupling sleeve 20 is formed in the bore 18 of the sleeve 16. The coupling sleeve 20 has spaced-apart anchor plates 21 which, when the coupling sleeve 20 is inserted into the bore 18, pass through recesses 22 into the interior of the bore 18. By rotating the coupling sleeve 20 by half the pitch of the anchor plates 21 and withdrawing the coupling sleeve 20, the anchor plates 21 enter the anchor recesses 23, in which they are held in a form-fitting manner. In this position, the coupling sleeve 20 can be secured by screwing in a bolt 24. Another securing option is to arrange a clamping ring in the space between the sleeve 16 and the step surface 25 on the coupling sleeve 20.
Die Kupplungshülse 20 ist mit einem Injektionsnippel 26 versehen, der über einen Schlauch 27 mit einer Pumpe zum Zuführen eines Stütz- und Gleitmittels, beispielsweise einer Bentonitsuspension, verbindbar sind. An der Kupp¬ lungshülse 20 ist mit Hilfe eines Flanschrings 28 und Schrauben 29 die neu zu verlegende Rohrleitung 30 befe- stigt.The coupling sleeve 20 is provided with an injection nipple 26 which is connected via a hose 27 to a pump Supply of a support and lubricant, for example a bentonite suspension, can be connected. The new pipe 30 to be installed is fastened to the coupling sleeve 20 with the aid of a flange ring 28 and screws 29.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die beschriebene Vorrichtung in eine in der Erde verlegte Rohr¬ leitung aus Kunststoff eingeführt und das Rammbohrgerät 5 mit Schlagenergie versorgt. An dem Zapfen 10 wird ein Zug¬ seil eingehängt, über das eine definierte Zugkraft auf das Gehäuse 1 übertragen wird. Beim Eindringen in die Rohrlei¬ tung wird durch die Messer 14 die Rohrleitung zunächst in Streifen geschnitten, die von dem nachfolgenden Aufweitkör- per 7 radial nach außen gegen das sie umgebende Material gedrückt und zur Bildung einer Passage für die nachfolgend eingezogene neue Stahl- oder Kunststoffleitung aufgeweitet werden. Ein Zurückgleiten des Aufweitkörpers 7, bedingt durch das Rückfedern der Rohrleitung und die Rücklaufener- gie des Schlagkolbens, wird durch die Schneiden 8 an dem Aufweitkörper 7 verhindert, die sich in die Innenfläche der gebildeten Streifen einkerben und dadurch die Übertragung einer hohen Stützkraft ermöglichen. Durch die axial beweg¬ liche Anordnung des Messerkopfes 9 und des Aufweitkörpers 7 können diese in Vortriebsrichtung von dem Gehäuse 1 abheben und dadurch wirksamer die Schlagenergie in Schneid- bzw. Aufweitarbeit umsetzen. In den Nachlaufphasen des Gehäuses steht die gesamte Schlagenergie zum Nachziehen des neuen Rohres zur Verfügung. Insgesamt ergibt sich eine deutliche Erhöhung der Vortriebsgeschwindigkeit. To carry out the method according to the invention, the device described is inserted into a plastic pipe line buried in the ground and the ram boring machine 5 is supplied with impact energy. A traction rope is hung on the pin 10, via which a defined tensile force is transmitted to the housing 1. When penetrating into the pipeline, the pipeline is first cut into strips by the knives 14, which are pressed radially outward by the subsequent expansion body 7 against the material surrounding them and to form a passage for the new steel or plastic line which is subsequently drawn in be expanded. Sliding back of the expansion body 7, caused by the springback of the pipeline and the return energy of the percussion piston, is prevented by the cutting edges 8 on the expansion body 7, which notch into the inner surface of the strips formed and thereby enable a high supporting force to be transmitted. Due to the axially movable arrangement of the cutter head 9 and the expanding body 7, these can lift off from the housing 1 in the direction of advance and thereby convert the impact energy more effectively into cutting or expanding work. In the follow-up phases of the housing, the entire impact energy is available for tightening the new pipe. Overall, there is a significant increase in the rate of advance.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Austauschen einer in der Erde verlegten Rohrleitung aus Kunststoff gegen eine neue Rohrleitung, wobei mit einem Rammbohrgerät die vorhandene Rohrlei- tung aufgetrennt, ihre Bohrung aufgeweitet und dadurch eine Passage gebildet wird, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser der neuen Rohrleitung und wobei die neue Rohrleitung gleichzeitig mit dem Aufwei¬ ten der vorhandenen Rohrleitung in die gebildete Pas- sage eingezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die vorhandene, aus Kunststoff bestehende Rohrleitung in Längsrichtung in mehrere Streifen aufgetrennt wird, daß diese Streifen, ohne daß sie von der Rohrleitung abge¬ trennt werden, radial nach außen bewegt werden und daß das Rammbohrgerät entgegen der Vortriebsrichtung an den Streifen abgestützt wird.1. Process for replacing a plastic pipeline laid in the ground with a new pipeline, whereby the existing pipeline is cut open with a ram boring machine, its bore is widened and a passage is formed, the diameter of which is larger than the outer diameter of the new pipeline and whereby the new pipeline is drawn into the passage formed at the same time as the existing pipeline is expanded, characterized in that the existing plastic pipeline is cut lengthwise into a number of strips so that these strips are separated from the Pipeline be separated, moved radially outward and that the ram boring machine is supported against the direction of advance on the strips.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die durch das Rammbohrgerät gebildete Passage ein Gleitmittel injiziert wird, durch das die Reibung an der mit dem Rammbohrgerät gleichzeitig eingezogenen neuen Rohrleitung vermindert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a lubricant is injected into the passage formed by the ram boring machine, by means of which the friction on the pipeline drawn in simultaneously with the ram boring machine is reduced.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein3. Device for performing the method according to one of the preceding claims, characterized by a
Gehäuse (1) zur Aufnahme eines hydraulisch oder pneuma¬ tisch angetriebenen Rammbohrgeräts (5) , wobei das Gehäuse (1) an seinem, in Vortriebsrichtung vorderen Ende einen Messerkopf (9) mit mehreren, sternförmig angeordneten Messern (14) und auf den Messerkopf (9) folgend einen Aufweitkörper (7) trägt, dessen Quer- schnitt zur Gehäusemitte zunimmt und der auf seiner Mantelfläche entgegen der Vortriebsrichtung wirksame Schneiden (8) von sägezahnartigem Querschnitt hat.Housing (1) for receiving a hydraulically or pneumatically driven ram boring machine (5), the housing (1) having a cutter head (9) with several blades (14) arranged in a star shape at its front end in the direction of advance and onto the cutter head ( 9) subsequently carries an expansion body (7), the transverse section increases towards the middle of the housing and has cutting edges (8) of sawtooth-like cross-section effective on its outer surface against the direction of advance.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufweitkörper (7) die Form eines Kegelstumpfs oder eines regelmäßigen Pyramidenstumpfs hat.4. The device according to claim 3, characterized in that the expanding body (7) has the shape of a truncated cone or a regular truncated pyramid.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,» daß der Aufweitkörper (7) sich in5. Device according to one of claims 3 or 4, characterized in »that the expanding body (7) in
Längsrichtung erstreckende Nuten hat, die jeweils mit einem Messer (14) des Messerkopfs (9) fluchten.Has longitudinally extending grooves, each aligned with a knife (14) of the cutter head (9).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerkopf (9) gegenüber dem6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the cutter head (9) compared to the
Gehäuse (1) und/oder dem Aufweitkörper (7) in axialer Richtung beweglich ist.Housing (1) and / or the expanding body (7) is movable in the axial direction.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufweitkörper (7) gegenüber dem7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the expanding body (7) compared to the
Gehäuse (1) in axialer Richtung beweglich ist.Housing (1) is movable in the axial direction.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerkopf (9) auf einem Zapfen (10) gelagert ist, der an dem vorderen Ende des Gehäuses (1) befe¬ stigt ist und der an seinem vorderen Ende eine Ausneh¬ mung zur Einhängung eines Zugseils (13) hat.8. The device according to claim 6, characterized in that the cutter head (9) is mounted on a pin (10) which is attached to the front end of the housing (1) and which has a recess at its front end Has attachment of a pull rope (13).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die der Messerkopf (9) an einer Drehung gegenüber dem Auf¬ weitkörper (7) gehindert ist.9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that means are provided by which the cutter head (9) is prevented from rotating with respect to the expanding body (7).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rammbohrgerät (5) entgegen der Vortriebsrichtung über eine Druckfeder (6) am Gehäuse (1) abgestützt ist.10. Device according to one of claims 3 to 9, characterized in that the ram boring machine (5) against the The direction of advance is supported on the housing (1) by means of a compression spring (6).
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an dem in Vortriebsrichtung hinte¬ ren Ende ein zweiter kegelstumpfförmiger Aufweitkörper11. The device according to any one of claims 3 to 10, characterized in that a second frustoconical expansion body at the rear end in the driving direction
(17) vorgesehen ist.(17) is provided.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zwischen den beiden Aufweitkörpern12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the housing (1) between the two expansion bodies
(7, 17) eingeschnürt ist und daß der größte Durchmesser des zweiten Aufweitkörpers (17) kleiner ist als der größte Durchmesser des ersten Aufweitkörpers (17).(7, 17) is constricted and that the largest diameter of the second expansion body (17) is smaller than the largest diameter of the first expansion body (17).
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende des Gehäuses (1) eine zylindrische Hülse (16) aufweist, in deren Bohrung13. Device according to one of claims 3 to 12, characterized in that the rear end of the housing (1) has a cylindrical sleeve (16), in the bore thereof
(18) eine Bajonettkupplung (19) zum Ankuppeln einer mit der neuen Rohrleitung (30) verbindbaren Kupplungshülse (20) vorgesehen ist.(18) a bayonet coupling (19) is provided for coupling a coupling sleeve (20) which can be connected to the new pipeline (30).
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (20) eine radiale Injektionsboh¬ rung (26) zum Injizieren eines Gleitmittels in die auf- geweitete Bohrung aufweist. 14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the coupling sleeve (20) has a radial Injektionboh¬ tion (26) for injecting a lubricant into the widened bore.
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