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Titel: Rohrvorpreßeinrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Rohrvorpreßeinrichtung zum Einpressen
einer Rohrleitung in das Erdreich mit einen Schneidkopf, der mittels hydraulischer
Steuerzylinder schwenkbereich ist, und mit einer hydraulischen spülvorrichtung zur
Abförderung des Bodenmaterials.
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Werden Rohre kleineren Durchmessers von z,B, 500 bis 700mm Uber größere
Entfernungen ii Erdreich vorgepreßt, so besteht die Gefahr, daß der am vorderen
Ende der vorzupressenden Rohrleitung angeordnete Sohneidkopf durch im Vorpreßveg
liegende Gesteinshindernisse oder bein Durchpressen unterschiedlich harter Bodenformationen
aus dem Richtungsverlauf abgelenkt wird. Ein zielgenaues Vorpressen solcher nicht-beg.hbarer
Rohrleitungen über größere Entfernungen von mindestens 50 bis 100 a war bisher in
den leisten Fäl len nicht möglich.
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Bei einer bekannten Rohrvorpreßeinrichtung der vorgenannten Art besteht
der Schneidkopf aus zwei Rohrabschnitten, von denen der rückwärtige Rohrabschnitt
mit der vorzupressenden Rohrleitung starr verbunden ist, während der vordere, Mit
einer Schneide versehene Rohrabschnitt allseitig begrenzt winkelbeweglich am rückwärtigen
Rohrabschnitt angeordnet und Mittels einer Schottvasd nach hinten abgedichtet ist
(DE-PS 11 73 034). Die beiden Rohrabschnitte des Schneidkopfes sind über hydraulische
Steuerpressen verbunden0 Zur
Oberwachung der Vorpreßrichtung ist
im Schneidkonf ein Ortungsgerät vorgesehen, das mit einer elektrischen Anzeigevorrichtung
in einem Fernbedienungsstand verbunden ist.
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Bei dieser bekannten Rohrvorpreßeinrichtung ist die Sptlleitung für
die Abfbrderung des Boden-Wassergemischs aus der ortsbrustseitigen Spülkammer in
der Rohrmitte verlegt, wobei an der Schottwand um die Spülleitung herum Strahldüsen
für das Lösen des Erdreichs angeordnet sind. Falls auf der Vorpreßstrecke Gesteinseinschlüsse,
z.B. Findlinge u.dgl. angetroffen werden, so besteht hier die Gefahr einer Verstopfung
der Spülleitung und ggfls. auch eines Festlaufens des Schneidkopfes.
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Bekannt ist ferner eine RohrvorDreßeinrichtung, die für das Vorpressen
kleiner, nicht-begehbarer Ro » bestimmt ist und bei der im Schneidkopf eine hydraulische
Fräseinrichtung sowie eine hydraulische Spüleinrichtung angeordnetsind, mit der
das gelöste Erdreich durch das vorzupressende Rohr hydraulisch abgefördert wird
(DE-GM 79 22 756).
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine RohrvorpreBeinrichtung der genannten
Art, die bevorzugt für das Vorpressen von nicht-begehbaren Rohren von unter 1000
mm, z.B. von 500 bis 700 mm, bestimmt ist, so auszugestalten, daß ein richtungsgenaues
Vorpressen der Rohrleitung ohne die Gefahr eines Zusetzens der Spülleitung und Festlaufens
des Rohres auch dann möglich ist, wenn auf der Vorpreßstrecke Gesteinshindernisse,
z.B. Findlinge od.dgl., liegen, wie sie vor allem in sandigen Böden anzutreffen
sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Innenraum
des Schneidkopfes zur Ortsbrust hin durch einen nach Art eines Rostes ausgebildeten
Abweiser abgedeckt ist.
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Die Anordnung des nach Art eines Siebrostes ausgebildeten Abweisers
an der Stirnöffnung des Schneidkopfes verhindert ein Einbringen von Gesteinshindernissen,
z.B. Findlingen, in den Schneidkorf und dessen Spülkammer beX Rohrvorpreßvorgang.
Die Verwendung des Abweisers in Verbindung mit der hydraulischen Spülförderung ermöglicht
es, solche Gesteinshindernisse soweit freizuspulen, daß sie beim Vorpressen der
Rohrleitung zur Seite hin weggedrückt werden können5 Damit wird ein Festlaufen des
vorzupressenden Rohres und ein Verstopfen der hydraulischen Abförderleitung zuverlässig
vermieden. Im Hinblick auf die Abweiserfunktion des von dem Siebrost gebildeten
Abweisers empfiehlt es sich, letzteren etwa spitzwinklig zur Vortriebsachse geneigt
am Schneidkopf anzuordnen. Vorzugsweise ist hierbei der Abweiser nach Art eines
kegelförmigen oder kegelstumDfförmigen Korbes ausgebildet, der zweckmäßig von einer
Vielzahl von über den Rohrumfang verteilter und zur Ortsbrust hin gegeneinander
konvergierender, etwa radialer Rippen mit dazwischenliegenden Durchgangskanälen
für das Bodenmaterial gebildet ist. Die Durchgangskanäle des Abweisers werden so
bemessen, daß nur solches stückiges Bodenmaterial in die Slkammer gelangen kann,
welches sich auch zuverlässig abfördern läßt. Um Verstopfungen der Durchgangskanäle
zu vermeiden, werden die Durchgangskanäle des Abweisers vorteilhafterweise so ausgebildet,
daß sie sich von ihrem ortsbrustseitigen Ende zu dem rohrseitigen Ende hin, vorzugsweise
konisch, erweitern.
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Bei einem kegelförmigen Abweiser, dessen Kegelachse vorzugsweise mit
der Rohr- bzw. Vortriebsachse zusammenfällt, werden die den Korb bildenden Rippen
zweckmäßig zwischen einem äußeren Ring oder Rohr und einem zentralen Innenrohr angeordnet.
Der gesamte Abweiser kann leicht lösbar am Schneidkonf gelagert sein. Ferner kann
es sich emPfehlen, den Abweiser gegenüber dem SchneidkoDf in Richtung auf die Ortsbrust
und
in Gegenrichtung beweglich anzuordnen. Diese Beweglichkeit kann dazu ausgenutzt
werden, um das Maß, um welches der Abweiser ortsbrustseitig über den Schneidkotf
vorsPringt,zu verändern und damit die Steuerbarkeit des Schneidkonfes durch Verminderung
des Uberstandes des Abweisers gegenüber dem Schneidkopf zu verbessern, Zugleich
oder statt dessen kann die genannte Abweiserbewegung aber auch dazu genutzt werden,
das Lösen von stückigem Bodenmaterial, welches sich in den Durchgangskanälen des
Abweisers festgesetzt hat, zu unterstützen.
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Es empfiehlt sich ferner, am Schneidkopf bzw. an Einbauteilen desselben
bzw. am Abweiser Spritzdüsen anzuordnen, um das Lösen des Bodenmaterials an der
Ortsbrust und/oder den Spülvorgang sowie das Freispülen des Abweisers zu unterstützen.
Die Spritzdüsen können beweglich, z.B. schwenkbeweglich so angeordnet werden, daß
sich ein den SpUlvorgang begünstigender Wirbeleffekt ergibt.
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Der Abweiser wird zweckmäßig vor einer Schottwand angeordnet, die
ortsbrustseitig eine Spülkammer im Schneidkopf abtrennt und durch die eine Wasserzuführungsleitung
für die Spülwasserzuführung und eine Abförderleitung für die Abförderung des Bodenmaterials
hindurchführen0 Es empfiehlt sich, die Wasserzuführungsleitung zentral an der Schottwand
anzuordnen, während die Abförderleitung für das Boden-Wassergemisch zweckmäßig im
Sohlbereich der Schottwand liegt0 Das über die Wasserzuführungsleitung in die Spülkammer
austretende Spülwasser kann über die Durchgangskanäle des Abweisers zur Ortsbrust
gelangen, wo es seine Spül-und Lösewirkung entfaltet. Das in der Spülkammer befindliche
Wasser-Bodengemisch kann zugleich über die im Sohlbereich angeordnete Abförderleitung
abgezogen werden0 Um insbesondere während Stillstandszeiten Ablagerung des Bodenmaterials
in der Abförderleitung und damit Verstopfungen
dieser Leitung zu
vermeiden, können die WasserzufUhrungsleitung und die Abförderleitung im Bereich
ihrer vorderen Enden durch eine Leitungsverbindung kurzgeschlossen werden, so daß
sich die Abförderleitung,mit Frischwasser durchspülen läßt. Auch besteht die Möglichkeit,
ein Durchspülen der Abförderleitung dadurch zu bewirken, daß diese wechselweise
auf Saugen und Drücken geschaltet wird.
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Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der RohrvorDreßeinrichtung
wird das richtungsgenaue Rohrvorpressen insbesondere in sandigen Böden begünstigt
und ein Festlaufen des Rohres vermieden. Im Hinblick auf die Richtungssteuerbarkeit
der Rohrvorpreßeinrichtung empfiehlt es sich, den SchneidkonS mittels der hydraulischen
Steuerzylinder schwenkbeweglich an einem Nachlaufrohr anzuordnen, welches aus mehreren
drehfest, jedoch begrenzt gegeneinander abwinkelbaren Rohrabschnitten besteht. Die
Rohrabschnitte sind vorzugsweise über diametral einander gegenüberliegende Bolzengelenke
verbunden, deren radiale Gelenkbolzen in Langlöcher einfassen, die sich in Richtung
der Rohrachse erstrecken. Für das richtungsgenaue Vorpressen der nichtbegehbaren
Rohrleitung können ferner Uberwachungs- und Steuereinrichtungen der bekannten Art
eingesetzt werden, die z0B. mit einem Laserstrahl als Leitstrahl arbeiten.
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Die Uberwachung und Steuerung der Rohrvororeßeinrichtung ann hierbei
von einer außerhalb des Rohres liegenden Zentralstelle her erfolgen. Da die Rohrabschnitte
des Nachlaufrohres in bezug auf die Rohrachse drehfest verbunden sind, werden die
nachteiligen Rollbewegungen des gesamten Vortriebskonfes vermieden. Für die Wasserzuführung
und die Abförderung des Bodenmaterials werden vorzugsweise flexible Schläuche verwendet,
welche die zur Durchführung von Richtungskorrekturen erforderlichen Schwenkbewegungen
der Rohrabschnitte und des Schneidkopfes nicht behindern.
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Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeisoiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig.
1 eine erfindungsgemäße Rohrvorpreßeinrichtung im Bereich ihres vorderen Endes im
Längsschnitt; Fig. 2 ebenfalls im Längsschnitt und in größerem Maßstab den Schneidkopf
der Rohrvorpreßeinrichtung nach Fig. 1; Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles
III der Fig. 2; Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV der Fig. 1; Fig. 5 eine
einzelne Abweiserrippe im Längsschnitt.
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In Fig. 1 ist mit 10 das vordere Ende einer im Erdreich vorzupressenden
Rohrleitung bezeichnet, die aus einzelnen Rohrschüssen, z.B. Stahlrohren, mit einem
Durchmesser von z.B. 500 bis 700 mm besteht. Das Vorpressen der Rohrleitung erfolgt
in bekannter .eise mittels einer am rUckwärtigen Ende der Leitung in einer Baugrube
angeordneten (nicht dargestellten) Vorpreßstation, wo die einzelnen Rohrschüsse
im Zuge der Vororeßarbeit an das rückwärtige Ende des bereits vorgenreßten Rohrstranges
angeschlossen werden. Am vorderen Ende der vorzuoressenden Rohrleitung 10 ist eine
Lenk- und Schneidvorrichtung angeordnet. Diese besteht aus einem vorderen Schneidkonf
11 und einem zwischen dem Schneidkopf 11 und dem vorderen Ende der Rohrleitung liegenden
Nachlaufrohr 12, welches bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier hintereinanclergeschaltete
Rohrabschnitte 13, 14, 15 und 16 aufweist, Die Rohrleitung 10 trägt an ihrem vorderen
Ende ein kayees Anschlußrohr 17 mit einem ii Durchmesser abgesetzten Kohrstutzen
18,
der in das rückwärtige Ende des Rohrabschnittes 16 faßt und hier mittels einer umlaufenden
Dichtung 19 abgedichtet ist. Der Rohrabschnitt 16 ist mit dem Anschlußrohr 17 in
bezug auf die gemeinsame Rohrachse drehfest, jedoch allseitig begrenzt winkelbeweglich
verbunden. Dies erfolgt mittels diametral gegenüberliegender Bolzengelenke, deren
radiale Gelenkbolzen 20 in Langlöcher 21 eines abgesetzten Ringteils 18' des Rohrstutzens
18 einfassen, deren Längsachse in Richtung der Rohrachse verläuft. Der Rohrabschnitt
16 ist demgemäß um die Achse der beiden Gelenkbolzen 20, also horizontal verschwenkbar
und zugleich aufgrund des Bewegungsspiels der Bolzen 20 in den Langlöchern 21 vertikal
verschwenkbar mit dem Anschlußrohr 17 verbunden, wobei die horizontale Schwenkbewegung
durch Anschläge 22 begrenzt wird. Die Bolzengelenke liegen geschützt im Inneren
der Rohre neben der Dichtung 19.
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Die das mehrgliedrige Nachlaufrohr 12 bildenden Rohrabschnitte 13
bis 16 sind untereinander über entsprechende Bolzengelenke 20, 21 verbunden. Aufgrund
dieser Mehrfachunterteilung des Nachlaufrohres 12 in einzelne, gelenkbeweglich verbundene
Rohrabschnitte ist eine gute Richtungssteuerbarkeit beim Vorpressen der Rohrleitung
10 gegeben.
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Der Schneidkopf 11 ist ohne Verwendung der vorgenannten Bolzengelenke
allseitig geringfügig verschwenkbar am vorderen Ende des Rohrabschnitts 13 des Nachlaufrohres
12 angeordnet. Der Rohrabschnitt 13 weist ein im Durchmesser abgesetztes, mit Radialspiel
in das hintere Ende des rohrförmigen Schneidkopfes 11 einfassendes Rohrteil 23 auf,
welches eine die beiden Rohre innenseitig abdichtende Dichtung 24 trägt. Es besteht
aber auch die Möglichkeit, den Schneidkotf 11 über entsprechende Bolzengelenke 20,
21 mit dem Rohrteil 13 zu verbinden. An dem Rohrteil 23 sind in Gelenken 25 mehrere,
im vorliegenden Fall vier über den Umfang verteilt angeordnete hydraulische Liteuerpressen
26 angeschlossen,
deren Kolbenstangen 27 über Gelenkanschlüsse
28 mit dem Schneidkopf verbunden sind. Die Steuertressen 26 liegen demgemäß im Inneren
des SchneidkoDfes; sie sind als doppeltwirkende hydraulische Zylinder ausgebildet,
die zur Durchführung von Richtungskorrekturen getrennt oder auch gemeinsam hydraulisch
beaufschlagbar sind.
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Im vorderen Bereich des Schneidkonfes 11 ist eine Schottwand 29 vorgesehen,
die ortsbrustseitig eine Spülkammer 30 gegenüber dem Nachlaufrohr 12 und der ftohrleitung
10 abdichtet. In der Rohrleitung 10 und dem Nachlaufrohr 12 sind zwei als flexible
Schläuche ausgebildete Leitungen 31 und 32 verlegt, von denen die Leitung 31 eine
Druckwasserzuführungsleitung und die Leitung 32 eine Saug- oder Abförderleitung
bildet. Die Leitung 31 mündet in der Rohrmitte in der Schottwand 29, während die
Leitung 32 im Sohlbereich an der Schottwand 29 angeschlossen ist.
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Der Schneidkof 11 weist an seinem vorderen, ortsbrustseitigen Ende
im Abstand vor der Schottwand 29 einen Abweiser 33 auf, der nach Art eines kegelförmigen
Korbes oder Rostes ausgebildet ist. Der Abweiser 33 besteht gemäß den Fig. 1 bis
3 aus einer Vielzahl von über den Rohrumfang des Schneidkopfes 11 verteilter und
zur Ortsbrust hin gegeneinander konvergierender etwa radialer Rinnen 34, die von
kräftigen Platten gebildet werden und zwischen einem zentralen Innenrohr 35 und
dem Außenumfang eines Tragringes 36 durch Schweißen befestigt sind. Einzelne Rippen
34 sind gemäß Fig. 3 aus der radialen Ebene abgewinkelt und im Abwinklungsbereich
über kurze Zwischenritten 37 gegen den Tragring 36 abgestUtzt. Auf diese Weise werden
zwischen den Rippen 34 und 37 Durchgangskanäle 41 gebildet, die über den gesamten
kohrumfang etwa gleiche Spaltbreite aufweisen und die sich zu dem Innenrohr 35 hin
konisch verjüngen. Wie in Fig. 3 bei 34' strichpunktiert angedeutet
ist,
kann mindestens ein zur Rohrachse koaxialer Zwischenring vorgesehen sein, welcher
die von den Rippen 34 gebildeten Durchgangskanäle 41 im Bereich zwischen dem Innenrohr
35 und dem Außenring 36 unterteilt und dadurch verhindert, daß nlattiges Gestein
in die Durchgangskanäle 34 gelangen kann. Der Abweiser 33 bildet demgemäß einen
Siebkorb oder einen kräftigen konischen Rost, der das Eindringen von größeren Gesteinsbrocken
in die Spülkammer 30 verhindert. Um ein Festsetzen von Gesteinsbrocken in den die
Rostöffnungen bildenden Durchgangskanälen 41 zu verhindern, empfiehlt es sich, die
Rippen 34, 37 und ggfls.
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auch den Zwischenring 34', wie in Fig. 5 gezeigt, konisch derart auszubilden,
daß sich die Durchgangskanäle 41 von der Ortsbrustseite zu der Seite der Spülkammer
hin konisch erweitern.
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Der gesamte Abweiser 33 ist zweckmäßig lösbar am Schneidkopf 13 befestigt.
Dies kann mit Hilfe von radialen Laschen 39 erfolgen, die an einzelnen Zwischenrippen
37 befestigt sind und sich mittels Schrauben 38 am Mantel des Schneidkopfes 11 festlegen
lassen (Fig. 2 und 3).
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Die den konischen Abweiser 33 bildenden Rippen 34 sind an ihren vorderen,
zur Ortsbrust hin vorspringenden Enden gemäß den Fig. 1 und 2 dachförmig abgeschrägt,
wobei die Schrägflächen 34?? in einer gerundeten Spitze 40 zusammenlaufen, die in
der Rohrachse liegt. Das Innenrohr 35 ist bis zu dieser Spitze 40 vorgezogen und
entsprechend gerundet. Zwischen den Rippen 34, 37 liegen, wie erwähnt, die Durchgangskanäle
41 für das unter Druck in die Spülkammer 30 eingeführte Spülwasser sowie für den
Durchgang des Bodenmaterials.
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Wie in Fig. 2 angedeutet, sind im Inneren des Schneidkopfes 11, d.h.
in der Spülkammer 30 mit Hochdruckwasser
betriebene Strahldüsen
50 vorgesehen, deren Düsenstrahlen zweckmäßig gegen die Rinnen 34, 37 gerichtet
sind. Die Strahidüsen 50 können an der zylindrischen Innenwand des den Abweiserkonf
bildenden Rohres, an der Schottwand 29 und/oder an den Teilen des Abweisers selbst
angeordnet werden. Vorzugsweise wird zumindest ein Teil der Strahldüsen verschwenkbar
angeordnet, um einen gewissen Wirbeleffekt in der Spülkammer zu erreichen und/oder
den Spüleffekt zu verbessern.
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Im Betrieb wird über die Wasserzuführungsleitung 31 SpUlwasser in
die Spülkammer 30 und von hier über die Durchgangskanäle 41 zur Ortsbrust gedrückt,
um das an der Ortsbrust anstehende Bodenmaterial, soweit es nicht von selbst in
die Spülkammer fließt, zu lösen. Zugleich wird das Boden-Wassergemisch über die
Abförderleitung 32 im Sohlbereich aus der Spülkammer 30 abgezogen. Gesteinshindernisse,
z.B. Findlinge od.dgl., die sich im Vorpreßweg befinden, werden durch die von der
Rohrachse zum Rohrumfang hin keilförmig geneigten Rippen 34, 37 nach außen aus dem
Vorpreßweg gedrückt, so daß sie den Vortreßbetrieb nicht behindern und auch nicht
in die Spülkammer 30 gelangen und hier die Abförderleitung 32 verstopfen können.
Der Abbau des Bodenmaterials an der Ortsbrust kann durch die Strahldüsen 50 unterstützt
werden.
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Die Steuerung der Rohrvorpreßeinrichtung kann in an sich bekannter
Weise mit Hilfe eines in die Vorpreßrichtung ausgerichteten Leitstrahles, insbesondere
eines Laserstrahles 42 bewirkt werden. Dabei ist am vorderen Ende des Rohrabschnittes
13 des Nachlaufrohres an einer Konsole 43 eine Zieleinrichtung 44 mit einem Fadenkreuz
od.
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dgl. angeordnet. Die Konsole 43 trägt außerdem tiberwachungsvorrichtungen
45 und 46 für eine Druckanzeige und eine Wegmeßanzeige der Steuerpressen 26. Die
Ubertragung der Meßwerte
zu einer rückwärtigen Bedienungsstation
erfolgt mittels einer Fernsehkaiera 47, die in den vorderen Rohrabschnitt 13 des
Nachlaufrohres angeordnet ist.
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Die Leitungen 31 und 32 bestehen, wie erwähnt, aus Schläuchen, die
mittels Schnellkupplungen 48 verbunden und in Bedarfsfall verlängert werden können.
Um Verstopfungen der Leitung 32 insbesondere während Betriebsunterbrechungen zu
vermeiden, kannen die Leitungen 31 und 32 in ihrem vorderen Bereich Aber eine Leitungsverbindung
52 (Fig. 2) kurzgeschlossen werden, so daß die Förderleitung 32 mittels Frischwasser
durchspült werden kann, welches über die Leitungen 31 zugeführt wird. Während des
normalen Förderbetrieb kann die Leitungsverbindung 52 durch ein (nicht dargestelltes)
Ventil abgesperrt werden. Die Anordnung läßt sich auch so treffen, daß sich die
Abförderleitung 32 durch wechselweise Saugen und DrUcken freispülen läßt. Die Leitungsverbindung
52 konnte auch aus einen an der Schottwand 29 verstellbar angeordneten Rohrverbinder
bestehen, der sich von einer Position, in der die beiden Leitungen 31 und 32 mit
ihren Mündungen gegenüber der Spülkammer 30 freilegen, in eine Betriebs stellung
verschieben oder schwenken läßt, in der er die Leitungen 31 und 32 an ihren Mündungen
verbindet.
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Um bei der Richtungssteuerung Übersteuerungen zu vermeiden, kann die
Anordnung auch so getroffen werden, daß sich die Gelenkverbindungen 20, 21 der den
Nachläufer bildenden Rohre 13 bis 16 verstarren lassen. Ferner besteht die Maglichkeit,
den gesamten Abweiser 33 so anzuordnen, daß er sich gegenüber des rohrförmigen Schneidkopf
11 in Vortriebsrichtung und in Gegenrichtung verschieben läßt. Durch Zurückfahren
des Abweisers 33 in den Schneidkopf 11 läßt sich die Steuerbarkeit der Einrichtung
verbessern Die genannten Stellbewegungen können auch dazu ausgenutzt werden, um
den
Abweisereffekt zu begünstigen und/oder etwaige festsitzende
Gesteinsbrocken zu lösen.
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L e e r s e i t e