"Verbindunαssvstem zum Einziehen von Rohrleitungen" "Connection for pulling in pipelines"
Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem zum Verbinden eines in das Erdreich einzuziehenden Rohres mit einer Zugvorrichtung und nimmt die Prioritäten der deutschen Patentanmeldungen 102 38 917.3 und 102 41 610.9-24 in Anspruch, auf die inhaltlich Bezug genommen wird.The invention relates to a connection system for connecting a pipe to be drawn into the ground with a pulling device and claims the priorities of German patent applications 102 38 917.3 and 102 41 610.9-24, to which reference is made in terms of content.
Zum unterirdischen Verlegen von Leitungsrohren ist es bekannt, zunächst eine unterirdische Pilotbohrung, beispielsweise mit einem aus der deutschen Patentschrift 195 30 972 bekannten Gerät herzustellen, um dann das einzuziehende Rohr oder die einzuziehende Leitung, vorzugsweise in umgekehrter Richtung, in die Pilotbohrung einzuziehen. Leitungsrohre können aber auch direkt beim Erstellen der ursprünglichen Bohrung oder im Wege eines zerstörenden Ersetzens von Altrohren verlegt werden. Ein entsprechendes System ist in der deutschen Patentschrift 195 08 450 beschrieben.For the underground laying of conduit pipes, it is known to first produce an underground pilot hole, for example with a device known from German Patent 195 30 972, in order to then pull the pipe or the pipe to be pulled in, preferably in the opposite direction, into the pilot hole. Line pipes can also be installed directly when the original hole is made or by destructively replacing old pipes. A corresponding system is described in German Patent 195 08 450.
Das Rohr wird dabei über ein Verbindungselement an das Einziehgerät gekoppelt. Üblicherweise besteht ein solches Verbindungselement aus einem Spreiz- oder Schneidnippel, der in das Rohr eingedreht wird. Der Spreiznippel besitzt Segmente, die mit Hilfe eines Konus über einen Bolzen gegen die Rohrwandung gedrückt werden, indem der Konus mit dem Bolzen in Richtung der Segmente längsverschoben wird.The pipe is coupled to the pull-in device via a connecting element. Such a connecting element usually consists of an expanding or cutting nipple which is screwed into the tube. The expansion nipple has segments that are pressed against the pipe wall with the aid of a cone by means of a bolt, in that the cone is moved longitudinally with the bolt in the direction of the segments.
BESTATIGUNGSKOPIE
In bestimmten Fällen besteht die Gefahr, daß Rohre, die beispielsweise für den Transport von Gas oder Trinkwasser verwendet werden sollen, beim Verlegen verschmutzt werden. Da die Verbindungselemente zwischen Einziehvorrichtung und einzuziehendem Rohr nicht dicht sind, müssen die Rohre nach dem Einziehen, insbesondere wenn die Bohrung nasses Erdreich durchläuft, vor der Ingebrauchnahme mit großem Aufwand vollständig gereinigt und gegebenenfalls desinfiziert werden, um für ihre vorgesehene Funktion brauchbar zu sein.BESTATIGUNGSKOPIE In certain cases, there is a risk that pipes, which are to be used, for example, for the transport of gas or drinking water, will become soiled during installation. Since the connecting elements between the pulling-in device and the pipe to be pulled in are not tight, the pipes must be completely cleaned and, if necessary, disinfected after being pulled in, in particular if the bore passes through wet soil, before being put into use, in order to be useful for their intended function.
Es hat sich daher in der Praxis bewährt, vor dem Verbinden des Rohres mit der Einziehvorrichtung zunächst einen aufblasbaren Gummiballon in das Rohr einzuschieben. Der im Rohr befindliche Gummiballon wird dann mit Druck beaufschlagt, um als Dichtung beim Einziehen des Rohres in das Erdreich dienen zu können. Nach dem Einsetzen des Gummiballons wird ein Verbindungselement, vorzugsweise Spreiznippel mit Schneidringen, die über einen Konus in der Rohrleitung verklemmt werden, in die Rohrleitung eingesetzt und mit der Einziehvorrichtung verbunden, um ein Einziehen des Rohres in das Erdreich zu ermöglichen.It has therefore proven itself in practice to first insert an inflatable rubber balloon into the tube before connecting the tube to the pull-in device. The rubber balloon in the pipe is then pressurized to serve as a seal when the pipe is pulled into the ground. After the rubber balloon has been inserted, a connecting element, preferably an expanding nipple with cutting rings which are clamped in the pipeline via a cone, is inserted into the pipeline and connected to the pulling-in device in order to enable the pipe to be pulled into the ground.
Dieses bekannte System bietet zwar eine ausreichende Dichtigkeit gegen Verschmutzung des Rohrinneren, ist jedoch umständlich in der Handhabung und zeitaufwendig beim Einsetzen. Darüber hinaus kann es zu Schwierigkeiten kommen, den Gasballon nach dem Einziehen des Rohres in das Erdreich aus dem Rohr zu entfernen und das Rohr dabei nicht zu verschmutzen. Jedenfalls muß beim Einsetzen des Gasballons eine entsprechende Druckquelle zur Verfügung stehen und die richtige Position des Gasballons ermittelt werden, um die Verbindungselemente einsetzen zu können. Ferner läßt das System Bedienungsfehler zu, indem beispielsweise die Bedienungsperson vergißt, den Gasballon in das Rohr einzusetzen oder der Ballon undicht ist, was wiederum eine aufwendige Reinigung des Rohres nach dem Einziehen erforderlich macht. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß bei hohem Spüldruck beim Horizontalbohren die Abdichtung
wie ein Kolben beaufschlagt und beim Bohrvorgang immer weiter ins Rohr geschoben wird.Although this known system offers sufficient sealing against contamination of the inside of the pipe, it is cumbersome to handle and time-consuming when inserted. In addition, it can be difficult to remove the gas balloon from the pipe after pulling the pipe into the ground and not to contaminate the pipe in the process. In any case, a corresponding pressure source must be available when the gas balloon is inserted and the correct position of the gas balloon must be determined in order to be able to use the connecting elements. Furthermore, the system permits operating errors, for example in that the operator forgets to insert the gas balloon into the tube or the balloon is leaky, which in turn requires extensive cleaning of the tube after it has been drawn in. In addition, there is a risk that the seal at high flushing pressure during horizontal drilling acts like a piston and is pushed further and further into the pipe during the drilling process.
Aus der DE 197 47 250 A1 ist ein Verbindungssystem zum Einziehen von Rohrleitungen bekannt das erst nach dem Einsetzen des Verbindungselements in das Rohr ihre endgültige Position einnimmt. Dies bietet den Vorteil, daß eine Dichtung eingesetzt werden kann, die erst bei eingesetztem Verbindungselement in ihre abdichtende Form gebracht wird. Bei diesem Verbindungssystem weist das Verbindungselement in seinem vorderen Bereich ein spreizbares Dichtelement auf, welches durch einen Spreizkopf bei Längsverschiebung des Spreizkopfes oder des Dichtelements gegen die Rohrwandung gespreizt wird, wobei sich der Spreizkopf und/oder die Dichtung durch einen Schieber von außerhalb des Rohres verschieben lassen.From DE 197 47 250 A1 a connection system for pulling in pipelines is known which only assumes its final position after the connection element has been inserted into the pipe. This offers the advantage that a seal can be used, which is only brought into its sealing shape when the connecting element is inserted. In this connection system, the connecting element has an expandable sealing element in its front area, which is spread by a spreading head when the spreading head or the sealing element is displaced longitudinally against the pipe wall, the spreading head and / or the seal being displaceable from outside the pipe by a slide ,
Den verschiedenen bekannten Verbindungssystemen für in das Erdreich einzuziehende Rohre ist der Nachteil eines hohen Herstellungsaufwandes gemein.The various known connection systems for pipes to be drawn into the ground have the disadvantage of a high production outlay.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungssystem zu schaffen, welchem ein niedriger Herstellungsaufwand zu eigen ist.The invention is based on the object of creating a connection system which is associated with low production costs.
Das Problem der Erfindung wird durch den Gegenstand des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The problem of the invention is solved by the subject matter of the main claim. Advantageous refinements are the subject of the dependent claims.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde anstelle von Fixierungselementen, die gemeinsam über einen Konus gegen die Innenwandung des Rohres gespreizt werden, die Verschiebung der Fixierungselemente in Richtung der Rohrinnenwandung durch ein Verschieben der Fixierungselemente gegen- einander zu erreichen. Durch eine von der Rohrachse im Winkel α abweichende Verschiebeebene wird dadurch jeweils ein Verschiebeweg von der Rohrachse nach außen in Richtung der Rohrwandung erreicht.
Der Winkel α der Verschiebeebene zur Rohrachse beträgt vorzugsweise 10° bis 60°. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Fixierungselemente Gleitflächen auf, an denen sie in die Fixierstellung verschoben werden. Das Verhältnis von Verschiebeweg entlang der Rohrachse zu Verschiebeweg in Richtung der Rohrwandung aus der Rohrachse läßt sich über den Winkel α unter Berücksichtigung der gewünschten Kraftverhältnisse einstellen.The invention is based on the idea that instead of fixing elements, which are spread together via a cone against the inner wall of the tube, the displacement of the fixing elements in the direction of the inner wall of the tube can be achieved by moving the fixing elements against one another. As a result of a displacement plane deviating from the pipe axis at an angle α, a displacement path is in each case achieved from the pipe axis to the outside in the direction of the pipe wall. The angle α of the plane of displacement to the pipe axis is preferably 10 ° to 60 °. In a preferred embodiment, the fixing elements have sliding surfaces on which they are moved into the fixing position. The ratio of the displacement path along the tube axis to the displacement path in the direction of the tube wall from the tube axis can be adjusted via the angle α, taking into account the desired force ratios.
Die Erfindung erlaubt es ein Verbindungssystem aus lediglich zwei Bauteilen herzustellen bei denen dann die Gleitflächen in Einbaustellung aneinander anliegen können. Ist das erfindungsgemäße Verbindungssystem mit einem hinteren und einem vorderen Fixierungselement ausgebildet, läßt sich das hintere Fixierungselement mittels eines Verbindungselementes (z. B. Seil oder Stab) an der Gleitfläche über das vordere Fixierungselement ziehen, so daß sich entweder mindestens das hintere Fixierungselement oder beide Fixierungselemente in Richtung der Rohrwandung bewegen. Das Verbindungselement kann dann mit einer Zugvorrichtung gekoppelt sein. Je nach Ausgestaltung des Verbindungselementes kann die auf die Rohrwandung wirkende Haltekraft über das Verbindungselement einstellbar sein oder mit zunehmender über die Zugvorrichtung auf das Verbindungselement wirkender Zugkraft ebenfalls zunehmen.The invention allows a connection system to be produced from only two components, in which the sliding surfaces can then rest against one another in the installed position. If the connection system according to the invention is designed with a rear and a front fixing element, the rear fixing element can be pulled over the front fixing element by means of a connecting element (e.g. rope or rod) on the sliding surface, so that either at least the rear fixing element or both fixing elements move in the direction of the pipe wall. The connecting element can then be coupled to a pulling device. Depending on the design of the connecting element, the holding force acting on the tube wall can be adjustable via the connecting element or can also increase with increasing pulling force acting on the connecting element via the pulling device.
Vorzugsweise ist das Verbindungselement als Gewindestab ausgebildet, der in einem Innengewinde des hinteren Fixierungselementes oder einer hinter dem hinteren Fixierungselement vorgesehenen Körper angeordnet ist und das hintere Fixierungselement bei Drehung über das vordere Fixierungselement zieht.The connecting element is preferably designed as a threaded rod which is arranged in an internal thread of the rear fixing element or a body provided behind the rear fixing element and pulls the rear fixing element over the front fixing element when it rotates.
Am hinteren und/oder vorderen Ende der Fixierungselemente kann ein Dichtelement vorgesehen sein. Diese ist vorzugsweise als spreizbarer Dichtring ausgebildet, der durch einen Spreizkopf bei Längstverschiebung
des Verbindungselementes gegen die Rohrwandung gespreizt wird. Entsprechende Dichtelemente sind in der DE 197 47 250 A 1 beschrieben, auf die hiermit vollumfänglich bezug genommen wird. Durch Verwendung eines entsprechenden Dichtelements läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft für Gas- oder Trinkwasserrohre einsetzen, die beim Verlegen nicht verschmutzt werden dürfen.A sealing element can be provided at the rear and / or front end of the fixing elements. This is preferably designed as an expandable sealing ring, which is moved by an expansion head during the longest displacement the connecting element is spread against the pipe wall. Corresponding sealing elements are described in DE 197 47 250 A1, to which reference is hereby made in full. By using a corresponding sealing element, the device according to the invention can advantageously be used for gas or drinking water pipes which must not be contaminated during installation.
Besonders vorteilhaft ist es die Fixierungselemente aus einem einstückigen Körper herzustellen, wie beispielsweise einem Hohlzylinder mit Zahnprofil. Ein solcher Körper kann dann durch einen in bezug auf seine Achse schrägen Schnitt in zwei Teilkörper getrennt werden, die sich als Fixierungselemente verwenden lassen, während die Schnittfläche als Gleitebene dient. Die Teilkörper können in das zu ziehende Rohr eingeschoben werden, wobei ein Verbindungsmittel wie eine Stange oder ein Gewindestab die Verbindung zu einer Zugvorrichtung, vorzugsweise über ein Drehgelenk herstellt und gleichzeitig mit dem hinteren Teilkörper verbunden ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Verschiebeweg des Verbindungsmittels in bezug auf eines oder beide Fixierungselemente zum Spreizen einer Dichtung genutzt. So kann eine Dichtung durch Spreizen oder Quet- sehen in Verbindung mit der Rohrwandung gebracht werden. Diese Dichtung kann am hinteren Ende der Fixierungselemente angeordnet sein und über einen mit der beschriebenen Gewindestange verbundenen Konus gegen das hintere Fixierungselement gezogen werden, wobei die Spreizung des Dichtelementes vorzugsweise einsetzt, wenn das Fixierungselement in Eingriff mit der Rohrwandung gelangt ist.It is particularly advantageous to produce the fixing elements from a one-piece body, such as a hollow cylinder with a tooth profile. Such a body can then be separated into two partial bodies by a cut that is oblique with respect to its axis, which can be used as fixing elements, while the cut surface serves as a sliding plane. The partial bodies can be inserted into the tube to be drawn, a connecting means such as a rod or a threaded rod making the connection to a pulling device, preferably via a swivel joint, and being connected to the rear partial body at the same time. In a preferred embodiment, the displacement path of the connecting means with respect to one or both fixing elements is used to spread a seal. A seal can be connected to the pipe wall by spreading or pinching. This seal can be arranged at the rear end of the fixing elements and pulled against the rear fixing element via a cone connected to the threaded rod described, the spreading of the sealing element preferably starting when the fixing element has come into engagement with the tube wall.
Bei einer anderen Ausführungsform werden die Fixierungselemente gegeneinander bewegt indem sowohl eine Kraft an dem hinteren als auch eine in entgegengesetzter Richtung wirkende Kraft an dem vorderen Fixierungse- lement angelegt wird, um diese in Eingriff mit der Rohrwandung zu bringen und gegebenenfalls ein Dichtelement zu spreizen.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird zu Herstellung des erfindungsgemäßen Verbindungssystems ein Block oder Zylinder schräg zerteilt und eines der resultierenden Teilstücke mit einem Verbindungsmittel wie beispielsweise einem oder zwei Flacheisen verbunden. Zum Fixieren des Roh- res wird dann das zweite Teilstück mit der aus der Trennung resultierenden Schrägfläche an die Schrägfläche des ersten Teilstücks angelegt und das erste Teilstück über die Verbindungsmittel wie beispielsweise Flacheisen im Rohr über das zweite Teilstück gezogen, wodurch ein Eingreifen in die Rohrwandung erfolgt. Diese Ausgestaltung der Erfindung erlaubt es für die Fixierungselemente auch auf Vollkörper zurückzugreifen, wobei die Verbindungsmittel an der Außenfläche eines Fixierungsmittels angeordnet werden können. Die Verwendung von Flacheisen hat gleichzeitig den Vorteil, daß diese eine gewisse Führung für das vordere Fixierungselement gewährleisten.In another embodiment, the fixing elements are moved against one another by applying both a force on the rear and a force acting in the opposite direction on the front fixing element in order to bring them into engagement with the pipe wall and, if necessary, to spread a sealing element. In a further embodiment, a block or cylinder is cut diagonally to produce the connecting system according to the invention and one of the resulting sections is connected with a connecting means such as one or two flat bars. To fix the pipe, the second section with the inclined surface resulting from the separation is then placed against the inclined surface of the first section and the first section is drawn over the second section via the connecting means, such as flat iron in the pipe, thereby engaging in the pipe wall , This embodiment of the invention also allows solid elements to be used for the fixing elements, the connecting means being able to be arranged on the outer surface of a fixing means. The use of flat iron also has the advantage that it ensures a certain amount of guidance for the front fixing element.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained below with reference to an exemplary embodiment shown in the figure. The drawing shows:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Verbindungssystem;1 shows a connection system according to the invention;
Fig. 2 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems;2 shows another embodiment of the connection system according to the invention;
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbin- dungssystems.3 shows a further embodiment of the connection system according to the invention.
Das erfindungsgemäße Verbindungssystem weist ein vorderes Fixierungselement 1 und ein hinteres Fixierungselement 2, hergestellt aus einem an der Fläche 3 und 4 getrennten Hohlzylinder mit Zahnprofil 6 auf. Die Trennflächen 3, 4 dienen gleichzeitig als Gleitebene zum Verschieben der Fixierungselemente 1 , 2 in Richtung der Rohrwandung. Zum Fixieren der Fixierungselemente in einem Rohr wird eine Gewindestange 8 mit einem
Drehkopf 10 in die Bohrung 11 a, b der Fixierungselemente 1, 2 eingeschoben und in ein am hinteren Fixierungselement 2 angeordnetes Gewinde 11 c eingedreht. Die Gleitflächen 3, 4 werden zur Deckung gebracht und das Verbindungssystem in das zu fixierende Rohr 12 eingeschoben. Durch Dre- hen der Gewindestange 8 fährt nun das hintere Fixierungselement 2 an der Gleitfläche 3 des vorderen Fixierungselementes 1 hoch, wenn die Gewindestange 8 mit dem Fixierungselement 1 verbunden ist, da das Fixierungselement 1 kein Gewinde aufweist. Alternativ kann die Gewindestange aus zwei gegenläufigen Gewindeabschnitten bestehen, wobei dann die Fixierungselemente 1 , 2 gegenläufige Gewinde aufweisen. In beiden Fällen werden die Fixierungselemente 1 , 2 durch Drehen der Gewindestange mit dem Rohr 12 in Eingriff gebracht. Das vordere Fixierungselement weist einen Kopf 14 auf, der entweder an dem Rohrende anliegt oder mit in das Rohr eingeschoben werden kann. Bei der am Rohrende anliegenden Aus- führungsform kann der Kopf 14 des Fixierungselementes 1 einen Dichtring aufweisen, der den Kopf 14 gegen das Rohrende abdichtet.The connection system according to the invention has a front fixing element 1 and a rear fixing element 2, made from a hollow cylinder with tooth profile 6 separated on the surfaces 3 and 4. The separating surfaces 3, 4 also serve as a sliding plane for moving the fixing elements 1, 2 in the direction of the tube wall. To fix the fixing elements in a tube, a threaded rod 8 with a Turret 10 inserted into the bore 11 a, b of the fixing elements 1, 2 and screwed into a thread 11 c arranged on the rear fixing element 2. The sliding surfaces 3, 4 are brought to congruence and the connection system is inserted into the pipe 12 to be fixed. By turning the threaded rod 8, the rear fixing element 2 now moves up on the sliding surface 3 of the front fixing element 1 when the threaded rod 8 is connected to the fixing element 1, since the fixing element 1 has no thread. Alternatively, the threaded rod can consist of two opposite thread sections, in which case the fixing elements 1, 2 have opposite threads. In both cases, the fixing elements 1, 2 are brought into engagement with the tube 12 by turning the threaded rod. The front fixing element has a head 14 which either lies against the pipe end or can be inserted into the pipe. In the embodiment lying against the pipe end, the head 14 of the fixing element 1 can have a sealing ring which seals the head 14 against the pipe end.
Bei einer anderen Ausführungsform ist ein Dichtring 24 am Ende des hinteren Fixierungselementes 2 vorgesehen und wird durch eine Druckplatte 25 über das Verbindungselement 8 gegen das hintere Fixierungselement 2 gezogen, um das Rohr gegen Eindringen von Schmutz abzudichten.In another embodiment, a sealing ring 24 is provided at the end of the rear fixing element 2 and is pulled through a pressure plate 25 via the connecting element 8 against the rear fixing element 2 in order to seal the pipe against the ingress of dirt.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist ein in zwei Fixierungselemente 1 , 2 schräg getrennter Block jeweils Zahnprofile 36, 37 auf. An einem Fixie- rungselement 2 sind Flacheisen 38, 39 angeschweißt. Das zweite Fixierungselement 1 wird mit seiner Gleitfläche 3 auf die Gleitfläche 4 des Fixierungselementes 2 zwischen die Flacheisen 38, 39 eingelegt. In dieser Konformation wird das Verbindungssystem in ein Rohr eingeschoben, wobei zum Fixieren des Rohres das Fixierungselement 2 mittels der Flacheisen 38, 39 über das Fixierungselement 1 gezogen wird. Zu diesem Zweck weisen die Flacheisen Bohrungen 40 auf.
In a further embodiment, a block which is diagonally separated into two fixing elements 1, 2 each has tooth profiles 36, 37. Flat irons 38, 39 are welded to a fixing element 2. The second fixing element 1 is inserted with its sliding surface 3 onto the sliding surface 4 of the fixing element 2 between the flat irons 38, 39. In this conformation, the connection system is pushed into a tube, the fixing element 2 being pulled over the fixing element 1 by means of the flat irons 38, 39 in order to fix the tube. For this purpose, the flat iron bores 40.