DE102009042681A1

DE102009042681A1 - Verfahren zum Betrieb einer Vortriebmaschine für den halboffenen Rohrvortrieb, sowie Vortriebmaschine selbst

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Publication number: DE102009042681A1
Application number: DE102009042681A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-23
Filing date: 2009-09-23
Publication date: 2011-03-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Vortriebsmaschine für den halboffenen Rohrvortrieb, sowie Vortriebsmaschine selbst, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 4. Um hierbei eine technisch flexiblere Lösung zu haben, die bei Vortriebsmaschinen aller Art einsetzbar und sogar nachrüstbar ist, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Vortriebsmaschine selbst, mit einem zusätzlichen austauschbaren Druckübertragungsmittel ausgestattet wird, welches, bestehend aus einem Druckübertragungsring mit gelenkig angebrachten Hydraulikzylindern, in den Schildschwanz des Maschinenrohres der Vortriebsmaschine eingelegt wird und rückwärts gerichtet über einen Druckring, der mit den Hydraulikzylindern gegen eine Rohrstrecke gedrückt wird, jede beliebige Vortriebsmaschine in Vor- und Rückwärtsbewegung bringen kann, indem die Einrichtung über eine Hydraulik- und Elektroübergabeeinrichtung eines Hydraulikbaggers betrieben werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Vortriebmaschine für den halboffenen Rohrvortrieb, sowie Vortriebsmaschine selbst, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 4.
Ein solches Verfahren ist aus der DE 42 41 856 C1 bekannt.
Daneben gibt es Verfahren wie die DE 195 45 219 A1 in verschiedenster Ausführung wobei startend aus einer Pressgrube beim Halboffenen Rohrvortrieb der gesamte Rohrstrang mitgeschoben wird, auch deren gesteuerter Schneidschuh vor der Rohrleitung teleskopierbar ist, sowie Rohrvortriebsverfahren in geschlossener Bauweise wie die z. B die DE 2741304 C2 Jede dieser vorgenannten Maschinen weisen besondere auf das jeweilige Verfahren abgestimmte besondere Merkmale auf die speziell für die jeweiligen Aufgaben gesondert entwickelt und gebaut wurden.
Alle diese vorgenannten Maschinen und Verfahren weisen aber ein gemeinsames Merkmal auf. Sie haben an der Maschinenspitze einen steuerbaren Schneidkopf oder Schneidschuh. Sie haben hinter diesem Steuerbaren Schneidschuh ein sogenanntes Maschinenrohr aus Beton oder Stahl.
Sie haben zum Anschluss zwischen der Maschine selbst und der nachfolgenden zu verlegenden Rohrstrecke einen sogenannten Schildschwanz aus Stahl der Maschine und Rohre gelenkig verbindet.
Bei dem Verfahren DE 42 41 856 C1 sind die Vortriebspressen in einem Arbeitsrohr montiert deren in Vorschubrichtung weisendes Ende, dass an die Druckausgleichsvorrichtung anliegendes Pressenwiderlager bildet.
Am anderen Ende, dem gegen die Vortriebsrichtung weisendes Ende sind die Vortriebspressen mit einem Druckausgleichsring gelenkig verbunden der auf das Leitungsrohr drückt und somit aus dem bereits verlegten Leitungsrohr seine Widerlagerkräfte entnimmt um die Einrichtung oder Maschine in Vorwärtsrichtung zu bewegen.
Die Anordnung der Vortriebspressen bei diesem Verfahren wirkt sich wie der Einsatz in der Praxis zeigte, sehr negativ auf die Steuerung der Gesamtmaschine oder Einrichtung aus. An die Rohrverlegung von Kanalleitungen mit solchen Verfahren werden Anforderungen gestellt die eine Einhaltung des vorgegebenen Gefälles der Kanalleitung im Millimeterbereich verlangen, die Anforderrungen der Einhaltung der seitlichen Abweichung werden im wenigen Zentimeterbereich verlangt.
Negativ auf die Steuerung des vorgenannten Verfahrens nebst seiner Einrichtung wirkt sich aus, dass das Pressenwiderlager unmittelbar hinter der Druckausgleichsvorrichtung angeordnet ist, was eine kontrollierte millimetergenaue Steuerung der Einrichtung nicht mehr erlaubt.
Die Steuerung von Maschinen des hier genannten Verfahrens auch in allen anderen Verfahren des Vortriebs von Rohren hinterlässt nach Steuerungen und Richtungsänderungen Klaffungen in den Rohrfugen auch zwischen dem Rohr und dessen Anschluss und Übergang an die Maschine dem sogenannten Schildschwanz der Maschine. Je größer die Höhen- und/oder Richtungsweisende Steuerung der Maschine ausfällt, je größer wird und öffnet sich der Muffenspalt zwischen dem bereits verlegten Rohr und dem neu zu verlegendem Rohr, auch zwischen dem neu eingelegten Rohr und dem Schildschwanz der Maschine oder der Einrichtung.
Die so neu zu verlegenden Rohre selbst erfahren bei einem solchen Vorgang in der Vorwärtsbewegung keine Flächenmäßig gleichbleibenden Vortriebskräfte mehr auf den gesamten Rohrspiegel, sondern sie sind dadurch hohen Punktbelastungen ausgesetzt die die zulässigen Vortriebsdrücke auf die Rohre erheblich reduzieren. Im Extremfalle kann dieses sogar zur Einstellung der gesamten Vortriebsarbeiten führen.
An der hier genannten Einrichtung der DE 42 41 856 C1 ist beschrieben, dass diese neue Einrichtung oder Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vortriebspresse in ein Arbeitsrohr montiert ist, deren in Vorschubrichtung weisendes Ende, das an die Druckausgleichsvorrichtung „anliegende Pressenwiderlager” bildet.
Vorzugsweise sind, so ist in der Patentschrift ausgeführt, zwischen der Druckausgleichsvorrichtung und dem Schneidschuh zur Einhaltung und Steuerung der Vortriebsrichtung Steuerpressen angeordnet.
Hiermit ist die eine Seite zur Maschinenspitze richtende Aufhängung der Vortriebsmittel beschrieben, die an ein, gegen die Druckausgleichsvorrichtung „fest anliegendes Pressenwiderlager” befestigt sind.
Die zweite Seite und damit gegenüberliegende nach hinten gerichtete der Aufhängung der Vortriebsmittel ist in der Patentschrift wie folgt beschrieben:
Ferner kann die Vortriebspresse zweckmäßigerweise über einen Druckausgleichsring am Leitungsrohr angreifen um das Leitungsrohr nicht zu beschädigen.
Weiterhin kann „am entgegen der Vortriebsrichtung weisenden Ende des Arbeitsrohres zur Führung des Druckausgleichsrings und des Pressstempels eine Führungseinrichtung angeordnet sein. Ferner kann der Druckausgleichsring in eine gelenkig und zugfest am Arbeitsrohr befestigte und nach oben geöffnete Blechhalbschale geführt werden.
Somit ist in der Patentschrift dargestellt, dass zur Maschinenspitze gerichteten Seite die Vortriebsmittel an einem Pressenwiderlager befestigt sind der fest an der Druckausgleichsvorrichtunganliegt.
Die Entgegengesetzte Seite der Aufhängung der Vortriebsmittel ist an einem Druckausgleichsring befestigt der am Leitungsrohr angreift.
Da Druckkräfte aus Vortriebsmittel bekanntlich mit steigendem Druck, auch wenn sie gelenkig an Druckverteilungs- oder Ausgleichsringen aufgehängt oder montiert sind, Linear durch die Vortriebsachse der Vortriebsmittel verlaufende Vortriebskräfte erzeugen, bewirkt dieses, das sich bei Höhen- und Richtungsabweichungen sich daraus ergebende Muffenspalte der bereits verlegten Rohre mit dem neu zu verlegenden Rohr, auch die der Druckausgleichsringe und Druckausgleichsvorrichtungen beim hier genannten Verfahren zunächst kraftschlüssig schließen wollen würden.
Damit aber werden vorher eingeleitete Steuerungsversuche der Einrichtung selbst praktisch aufgehoben.
Ist in einem solchen Zustand die Maschine oder Einrichtung selbst im Gefälle nach unten geneigt, während das Rohr welches sich in der Blech-Rohrhalbschale durch vorher durchgeführte Steuerungen der Maschine gerade oder nach oben gerichtet, würde sich dadurch wenn die Vortriebsmittel Druck aufbauen durch deren Aufhängung der Ring- oder Muffenspalt an Druckausgleichsring und Pressenwiderlagerlager schließen wollen. Hierdurch würde sich das verlegte Rohr in der Rohrhalbschale entweder heben, oder aber die Maschine oder Einrichtung selbst.
Auch dadurch das das Pressenwiderlager fest an der Druckausgleichsvorrichtung anliegt, ist die Maschine oder Einrichtung nicht oder nur sehr schwer steuerbar.
Steuerungsbewegungen die durch die Betätigung der Steuerpressen eingeleitet werden, werden durch den Druck der Vortriebmittel der Vortriebspresse und der zwangsmäßigen Linearen Druckverhältnisse zwischen Maschine und verlegtem Rohr praktisch aufgehoben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde das Verfahren so weiter zu entwickeln, das eine bessere Steuerung der Vortriebsmaschine ermöglicht wird, der Einsatz des Verfahrens universeller auch mit anderen Maschinen und Einrichtungen des hydraulischen Vortriebs ermöglicht wird und solche Vortriebsmaschinen über eine Hydraulikübergabeeinrichtung eines Hydraulikbaggers, ohne eigene Energieversorgung betrieben werden können.
Die gestellte Aufgabe ist bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 und 3 angegeben.
Im Hinblick auf die hydraulische Vortriebsmaschine der gattungsgemäßen Art ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der des Anspruches 4 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den übrigen abhängigen Ansprüchen angegeben.
Kern der Verfahrensgemäßen Erfindung ist, dass eine Vortriebsmaschine x-beliebiger Größe zwischen Maschinenrohr und Rohrhalbschale einen weiteren Druckübertragungsring aufweißt an dem gelenkig montiert Vortriebszylinder und Druckring angebracht sind, die über eine Hydraulikübergabeeinrichtung eines Hydraulikbaggers betätigt werden können und mit dieser neuen erfindungsgemäßen Verfahrenseinrichtung der Druckübertragung, auch Maschinen und Einrichtungen anderer halboffener oder geschlossener Vortriebsverfahren ohne größere Umbauten für das Verfahren verwendet werden können.
Die gestellte Aufgabe ist Erfindungsgemäß so gelöst, dass zunächst ein Schneidschuh (1) der vorne mit einer Verschlussplatte die angeschraubt oder verschweißt sein kann so verschlossen ist, dass kein Boden aus dem grob von einem Hydraulikbagger vorgeschachteten Graben in den Innenraum des Scheidschuhes selbst, auch nicht in den Innenraum der Gesamtmaschine eindringen kann, die Maschinenspitze bildet.
Diese Verschlussplatte ist von der Schneidschuhspitze soweit zurückgesetzt das ca. 5–10 cm der äußeren und inneren Durchmesser freibleibend vorhanden sind, so das Gewährleistet ist das der Schneidschuh selbst in Verbindung mit der Vorwärtsbewegung der Gesamtmaschine, die genaue äußere Rohrkontur scharfkantig, ungestört schneiden kann.
Der Schneidschuh selbst ist mit Verstärkungsblechen ausgebildet und enthält einen nach innen in Richtung Schneidschuhmitte gerichteten, nach vorne zur Schneidschuhspitze abgestützten starken Stahlring an dem die hydraulischen Steuerzylinder die aus doppeltwirkenden oder einseitig wirkenden Hydraulikzylinder mit einer Seite befestigt sind. Die Anzahl solcher hydraulischer Steuerzylinder richtet sich nach der Größe des Schneidschuhes dem Durchmesser desselben und dem Außendurchmesser der zu verlegenden Rohre und kann x-beliebig groß sein.
Der äußere Stahlmantel des Schneidschuhes ragt dabei soweit über den abgestützten starken Stahlring rückwärts gerichtet hinaus, das ein Zwischenraum zwischen Schneidschuh und nachfolgendem Maschinenrohr, welches Wandstärkenversetzt in den Schneidschuh hineinragt, verbleibt, der Raum bietet für die Montage der Steuerzylinder.
Schneidschuhe für Verfahren im geschlossen Vortrieb sind als gerade Schilde oder Haubenschilde mit nach vorne gerichteter Haube bekannt. Als Bodenabbaugeräte werden Vollschnitt- oder Teilschnittmaschinen eingesetzt, vereinzelt wird der Boden auch Heute noch mit Hand abgebaut. Für den Halboffenen Vortrieb werden neben solchen vorgenannten Schneidschuhen, auch solche mit oben ausgeschnittener Öffnung verwendet, in die eine Baggerschaufel hineingreifen kann.
Solche Schneidschuhe sind aus der Literatur allgemein bekannt.
Hinter den Schneidschuh rückwärts gerichtet schließt sich an den Schneidschuh ein Maschinenrohr (5) an in dem in geschlossenen Vortrieben die Abbaueinrichtungen für den Bodenabbau, die Förderanlagen für den Bodentransport sowie hydraulische und elektrische Einrichtungen wie Hydraulikaggregate und Steuerungseinrichtungen untergebracht sind. In Halboffenen Vortriebsmaschinen sind solche Maschinenrohre meistens leer. Im Halboffen Vortrieb werden neben Maschinenrohren aus Stahl, auch solche verwendet die aus Beton sind. Werden Maschinenrohre aus Beton verwendet wird diesen Maschinenrohren ein Druckübertragungsring aus Stahl in Richtung Maschinenspitze vorgesetzt an dem die Steuerzylinder befestigt sind.
Bei Maschinenrohren aus Stahl ist der Druckübertragungsring für die Steuerzylinder mit deren zweiten Aufhängung Fest mit dem Maschinenrohr durch Schweißung oder Verschraubung befestigt.
Auch solche Maschinenrohre sind aus der Literatur bekannt.
Solche Maschinenrohre die hinter dem Schneidschuh eingebaut werden, weisen nach hinten gerichtet alle das gleiche Merkmal auf.
Nach hinten gerichtet haben sie einen sogenannten Schildschwanz (6) aus Stahl der aus einem Stahlring besteht der je nach Maschinen- und Rohraußendurchmesser verschieden lang und dick sein kann. Dieser Schildschwanz wird im Betrieb der Maschinen dazu benötigt eine Verbindung zwischen den Vortriebsmaschinen und den zu verlegenden Rohren egal welcher Durchmesser herzustellen.
Hier ist erfindungsgemäß vorgesehen
in den Schildschwanz (6) des Maschinenrohres der Maschine einen Druckverteilungsring (7) einzubauen der abhängig von dem Außendurchmesser der Maschine selbst auch abhängig vom Außendurchmesser der zu verlegenden Rohre ist.
Da dieser Druckverteilungsring (7) sich innen in den äußeren Schildschwanz der Maschine einlegen lassen muss, ist dieser Druckverteilungsring im Außendurchmesser geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der Maschine, auch geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der zu verlegenden Rohre, in der Regel je nach Ausführung des Schildschwanzes der Maschine zwischen 30–50 mm kleiner als der Außendurchmesser der Maschine selbst und auch der Rohre die mit dem Verfahren verlegt werden sollen.
Durch diese Anordnung des Druckverteilungsringes (7) in Verbindung mit den Hydraulikzylindern (8) und dem Druckring (9) entsteht eine völlig neue getrennte gelenkige frei nach allen Seiten bewegliche Verbindung zwischen Maschinenrohr und eines in einer Führungsschale neu verlegtem Rohr.
An diesem Druckverteilungsring dessen Innendurchmesser gleich oder kleiner mit dem Innendurchmesser der Maschine auch der zu verlegenden Rohre ist, werden an der inneren Durchmesserseite Hydraulikzylinder (8) befestigt deren erste und jeweils einzelne Aufhängung an den Druckverteilungsring aus so genannten Schwenkzapfen besteht die im vorderen Bereich der Hydraulikzylinder angeordnet sind. Die verbleibende freie Gesamtlänge der Hydraulikzylinder ragt frei in das nach vorne zur Maschinenspitze gerichtete Maschinenrohr hinein.
Durch diese Aufhängung der Hydraulikzylinder (8) können sich diese Vertikal zur senkrechten nach unten gerichteten Vortriebsachse frei bewegen.
Die zweite Aufhängung der jeweils einzelnen Zylinder erfolgt an der Kolbenstange über Gelenkaugen in dafür vorgesehene passenden Aufhängemittel am Druckring (9). Dabei sind die Gelenkaugen der Hydraulikzylinder in der zweiten Anhängung jeweils einzeln so angeordnet, dass das Gelenkauge senkrecht zur nach unten gerichteten Vortriebsachse weißt.
Durch diese zweite Aufhängung der Hydraulikzylinder (8) wird erreicht das sich die Hydraulikzylinder Horizontal zur senkrechten nach unten gerichteten Vortriebsachse frei bewegen können. Da in den Gelenkaugen der einzelnen Hydraulikzylinder Lager eingebaut sind, wird darüber hinaus eine weitere Vertikal Bewegung zur senkrechten nach unten gerichteten Vortriebsachse beschränkt bis zu 10 Grad ermöglicht.
Hierbei können auch andere Hydraulikzylinder verwendet werden die an beiden Seiten als Anhängung Gelenkaugen haben oder Kugelkopfaufhängung. Für diesen Fall müssen Erfindungsgemäß Taschen an den Druckübertragungsring angeschraubt oder verschweißt werden die mit Ihrer zur Maschinenspitze gerichteten rückwärtigen Seite in das Maschinenrohr hinein ragen und in die einzelnen Zylinder eingelegt werden können. In einem solchen Falle würde die Druckübertragung der Hydraulikzylinder (8) auf den Druckübertragungsring (7) über solche Taschen erfolgen damit aber das gleiche Ergebnis bewirken wie in der vorgenannten Ausführung mit der Aufhängung als Schwenkzapfen der Hydraulikzylinder bereits beschrieben wurde.
Eine solche alternative Hydraulikzylinderaufhängung ist in 1 in der Seitenansicht dargestellt
Die Anzahl der eingebauten Hydraulikzylinder richtet sich nach der Größe des Durchmessers der Maschine auch nach der Größe des Durchmessers der zu verlegenden Rohre.
Bei kleineren Rohr- und Maschinendurchmessern können derer zwei Stück eingebaut sein, bei größeren Rohr und Maschinendurchmessern entsprechend mehrere.
Auf den der Anmeldung beigefügten Zeichnungen sind derer jeweils 4 Stück dargestellt.
Auch können die Hydraulikzylinder als sogenannte Teleskopzylinder eingebaut und ausgelegt sein, wenn die Länge des Maschinenrohres vom Druckverteilungsring aus nach vorne gerichtet zu klein ist um die Zylinderlänge aufzunehmen. Dies deshalb weil die Hublänge der Hydraulikzylinder (8) mindestens so groß sein muss, wie die Länge eines neu zu verlegenden Rohres in der Blechhalbschale (10)
Der Druckring (9) über den die Hydraulikzylinder Ihren Druck auf die in der Blechhalbschale eingelegten Rohre aufbringen ist im Außendurchmesser 10–20 mm kleiner als der Außendurchmesser des zu verlegenden Rohres selbst. Die Druckübertragung des Druckringes auf die zu verlegenden Rohre erfolgt auf den Äußeren oder inneren Rohrspiegel, es können auch sowohl äußerer und innerer Rohrspiegel gemeinsam vom Druckring zur Druckübertragung herangezogen werden.
Der innere Durchmesser des Duckringes selbst ist kleiner als der innere Durchmesser der zu verlegenden Rohre, auch kleiner als der Innendurchmesser des Maschinenrohres.
Bedingt dadurch, dass die Hydraulikzylinder am inneren Durchmesser des Druckverteilerringes über Schwenkzapfen am Maschinenrohr angebracht sind, vergrößert sich das Maß des erforderlichen Innendurchmesser des Druckringes mindestens um das Maß der Größe des Durchmesser der Hydraulikzylinder zuzüglich der erforderlichen Maße für die Aufhängung.
Die Erfindungsgemäße Ausbildung des Druckringes ist in 2 dargestellt
und zeigt den Druckring (9) mit den Hydraulikzylinderaufhängungen am Druckring, die Blechhalbschale (10) die Führungsschienen (11) sowie den Injektionskanal (13)
Die Führung des Druckringes in der Blechhalbschale erfolgt dabei Erfindungsgemäß über beidseitig angeschraubte oder angeschweißte Führungsschienen des Druckringes, die auf den nach unten abgestützten Führungsschienen (11) der Blechhalbschale unmittelbar aufliegen. Diese seitlichen Führungen des Druckringes sind durch Bolzen und Lager Horizontal zur nach unten gerichteten Vortriebsachse frei beweglich, so das sich der Druckring bei Belastung durch die Hydraulikzylinder auf das neu zu verlegende Rohr zwangsläufig unabhängig von einer unterschiedlichen Höhenlage von Maschine und Rohr vollflächig auf das zu verlegende Rohr auflegen muss.
Die Vertikale Ausrichtung des Druckrings zur nach unten gerichteten Vortriebsachse und damit vollflächigen Auflage des Druckringes auf die zu verlegenden Rohre erfolgt durch die Hydraulikzylinder (8) die in Schwenkzapfen aufgehangen sind und bei unterschiedlicher Seitenlage von Maschine und zu verlegendem Rohr zwangsläufig durch die Erfindungsgemäße Lösung ausschwenken.
Die nach unten abgestützten Führungsschienen (11) verlaufen über die Gesamte Länge der Blechhalbschale (10) nach hinten gerichtet, nach vorne gerichtet an der gesamten Maschine beidseitig vorbei bis zur Maschinenspitze bis zur Spitze des Schneidschuhes.
An den Stellen wo die Maschine selbst an den Übergängen zu den einzelnen Maschinenteilen getrennt oder gelenkig ist, sind auch die beidseitig angebrachten unteren Führungsschienen getrennt, so dass eine Beeinträchtigung der Maschine selbst zwischen Schneidschuh, Maschinenrohr und Druckverteilungsring in ihrer Beweglichkeit selbst ausgeschlossen ist.
Die Anbringung der beidseitigen seitlichen unteren Führungen der Blechhalbschale über diese hinaus bis zur Maschinenspitze hin ist erforderlich, weil der Raum den diese Führungen einschließlich ihrer unteren Abstützung benötigten außerhalb über den Außendurchmesser der Maschine selbst und auch über den Außendurchmesser der Blechhalbschale hinausragen. Dadurch, dass diese Führungsschienen bis zur vorderen Maschinenspitze, der Spitze des Schneidschuhes mitgeführt werden, schneidet in der Vorwärtsbewegung der Maschine, der gesteuerte Schneidschuh die Konturen der Führungsschienen in das Erdreich, so das die Blechhabschale der Maschine ungestört folgen kann.
Damit ist Erfindungsgemäß ein nach allen Seiten hin frei bewegliches gelenkiges Lager welches zur nach vorne gerichteten Seite aus Druckverteilungsring mit Hydraulikzylindern, zur anderen Seite rückwärts gerichtet, aus dem Druckring besteht. Unabhängig von der Lage des Schneidschuhes und des Maschinenrohres auch unabhängig von der Lage der verlegten Rohre in der Blechhalbschale, auch der verlegten Rohr im Rohrgraben ist damit eine Lösung geschaffen, dass sowohl Druckverteilungsring als auch Druckring immer vollständig und vollflächig am Spiegel des Maschinenrohres auch am Rohrspiegel der Rohre anliegt und dabei keinerlei Auswirkung auf die Steuerung der Maschine selbst ausüben kann.
Darüber hinaus können mit dieser Erfindungsgemäßen Einrichtung alle am Markt befindlichen Vortriebsmaschinen für den Einsatz eines solchen Verfahrens benutzt und eingesetzt werden.
Sie müssen nur noch mit der Erfindungsgemäßen Einrichtung selbst ergänzt werden, die bestehend aus, Druckverteilungsring (7) mit Hydraulikzylindern (8), Druckring (9) seitlich nach vorne zur Maschinenspitze verlaufenden unteren Führungsschienen (11) des Druckringes, dem Injektionskanal (13) sowie der Blechhalbschale (10) die am Druckausgleichsring gelenkig zugfest verbunden ist, in der die Rohre eingelegt werden
bestückt werden.
Die wesendlichen schweren und kostenträchtigen Maschinenteile Schneidschuhe und Maschinenrohre brauchen für das erfindungsgemäße Verfahren nicht mehr neu gebaut werden, sondern es können solche Maschinen verwendet werden die aus geschlossenen- und/oder halboffen Vortriebsverfahren vorhanden sind.
Die zu ergänzenden Einzelteile sind in 3 dargestellt und zeigen die Ergänzungsteile wenn die Maschinen mit externen Hydraulikantriebsaggregaten betrieben werden soll.
4 zeigt die zu ergänzenden Einzelteile wenn die erfindungsgemäße Hydraulikversorgung über die Hydraulikübergabe des Baggers stattfinden soll.
Die Hydraulikzylinder und die Hydraulischen Steuerzylinder der Gesamtmaschine können durch externe Motor- oder Elektrisch-Hydraulische Antriebsaggregate betrieben und angetrieben werden.
Ebenfalls Wesentlicher Kern der hier gemachten Erfindung ist aber auch, die gesamte Hydraulikversorgung der Maschine über eine Hydraulikübergabeeinrichtung eines Hydraulikbaggers (14) vorzunehmen, der für den Rohrgrabenaushub bei der Anwendung des hier beschriebenen Verfahrens des Halboffenen Vortriebs vor Ort vorhanden ist. In den Zeichnungen ist diese Hydraulikübergabe Einrichtung der Vortriebsmaschine (15) auf dem Schneidschuh angebracht. Sie kann aber auch an jeder anderen beliebigen Stelle der Vortriebsmaschine angebracht werden, die vom Hydraulikbagger erreicht werden kann. Hierbei ist die Hydraulikübergabeeinrichtung so ausgebildet, dass sie über Kreuzgelenke nach allen Seiten bewegbar und somit in ihrer Stellung beliebig nach allen Seiten veränderbar ist. Dieses ist erforderlich, weil der Hydraulikbagger von seinem Standplatz aus eine Verriegelung mit seiner eigenen Übergabeplatte nur dann vornehmen kann, wenn er sowohl in der Breite als auch in der Länge rechtwinklig die Hydraulkübergabeeinrichtung der Vortriebsmaschine (15) erfassen, bzw. verriegeln kann.
Würde der Hydraulikbagger seinen Standplatz auf unebenen Gelände haben, was nicht auszuschließen ist und damit Vertikal oder Horizontal nicht genau in Ausrichtung zu der Hydraulikübergabeeinrichtung der Verbaueinrichtung stehen, wäre somit eine Verriegelung der beiden Komponenten, Hydraulikübergabeeinrichtung des Baggers (14) und Hydraulikübernahmeeinrichtung der Vortriebsmaschine (15) nicht möglich.
5 Zeigt die Hydraulikübergabeeinrichtung des Hydraulikbaggers (14) im Detail mit Hydraulkübergabeeinrichtung der Vortriebsmaschine (15) Hydraulik- und Elektronikanschlüssen (und der Batterie) im unverriegeltem Zustand.
Ebenfalls ist die Befestigung der Hydraulikübergabeeinrichtung so ausgebildet, das der Hydraulikbagger die gesamte Hydraulikübergabeeinrichtung von Bagger und Vortriebsmaschine nach der Verriegelung und Übernahme als gesamtes Paket entnehmen kann.
Dieses wurde Erfindungsgemäß deshalb so gelöst, dass sich sowohl der Hydraulikbagger, als auch die Vortriebsmaschine selbst (100) unabhängig voneinander bewegen können und trotzdem die Funktion und Beweglichkeit der jeweils einzelnen Komponenten erhalten bleibt.
Die Verbindung und Versorgung der Vortriebsmaschine (100) mit der Elektronik und der Hydraulikflüssigkeit des Hydraulikbaggers der Vortriebsmaschine erfolgt nachdem der Hydraulikbagger die Verriegelung und Entnahme der Hydraulikübergabeeinrichtung vorgenommen hat, über Schlauch- und Kabelpakete die von der Hydraulikübernahmeeinrichtung zum elektronisch ansteuerbaren Steuerschieber gehen und ebenfalls vorhanden sind. Es ist der elektronisch ansteuerbare Steuerschieber in der Vortriebsmaschine (100) zuständig für alle hydraulischen Arbeitsbewegungen der Druckzylinder und der Steuerungszylinder im Schneidschuh die mit der Vortriebsmaschine getätigt werden können.
Die Ölströme, auch die elektrische Energieversorgung in 12 oder 24 Volt, die der Hydraulikbagger über die Hydraulikübergabeeinrichtung der Vortriebsmaschine zur Verfügung stellt, werden über Schlauch- und Kabelpakete an einen extern in der Vortriebsmaschine (100) eingebauten elektrisch gesteuerten Steuerschieber weitergeleitet.
Von diesem elektronisch gesteuerten Steuerschieber aus, werden die Ölströme, auch die Steuerungsbefehle für die Ölmenge, den Öldruck, die Weg/Zeit Vorgaben Öltemperatur jeweils einzelnen an die in der Vortriebsmaschine (100) eingebauten in unterschiedlicher Anzahl vorhandenen Hydraulikzylinder weitergegeben und verarbeitet.
Dadurch das der Steuerschieber auch vom Hydraulikbagger über die Hydraulikübergabeeinrichtung mit elektrischer Energie versorgt werden kann, was in der Vortriebsmaschine (100) vorgesehen ist, wird es ermöglicht, über eigens entwickelte sogenannte SPS Steuerungen, selbst abgestimmt auf die Erfindungsgemäße Vortriebsmaschine (100) zu programmieren, um die Arbeitsabläufe in der Vortriebsmaschine voll elektronisch zu steuern.
Alternativ hierzu kann und ist auch vorgesehen, die elektronische Stromversorgung, die zum Betrieb des elektronisch gesteuerten hydraulichen Steuerschiebers erforderlich ist, auch über normale Batterien und/oder über normale netzabhängige Ladegeräte mit 12 oder 24 Volt vorzunehmen.
Dieses aus dem Grund, das auch Hydraulikübergabeeinrichtungen von Baggern, die den Rohrgrabenaushub tätigen, zum Betrieb der Vortriebsmaschine (100) verwendet werden können, die nur Hydrauliköl und keine Elektrische Energie zwischen Hydraulikbagger und Hydraulikübergabeeinrichtung der Vortriebsmaschine übergeben können.
Durch Wegmesssysteme und Drucksensoren die an den Hydraulikzylindern und dem Steuerschieber vorhanden sind, können somit alle Hydraulikzylinder die in der Vortriebsmaschine eingebaut sind, Einzeln und/oder auch Gruppenweise angesteuert werden.
Vorprogrammierte Wegstrecken können den Hydraulikzylindern im Arbeitsablauf vorgegeben werden, auch können die Druckparameter, mit welcher Kraft und welchem Druck die vorgenannten Hydraulikzylinder ihre Arbeit auszuführen haben, beliebig durch vorprogrammierte Werte vorgegeben werden.
Die elektronische Übertragung der Steuerungsbefehle, auch die Aufzeichnung und Überwachung der Steuerungsbefehle in die Hydraulikanlage der Vortriebsmaschine (100) kann über die Hydraulikübernahmeeinrichtung und die Hydraulikübergabe des Hydraulikbaggers erfolgen, soweit diese mit Elektroanschluss versehen ist. Die Steuerungs- und Aufzeichnungsgeräte für den Betrieb der Vortriebsmaschine befinden sich dann in der Bedienungskabine (Fahrerhaus) des Baggers und können somit vom Baggerfahrer bedient werden.
Ebenfalls ist für einen solchen Fall, die drahtlose Übertragung der Steuerungs- und Aufzeichnungsdaten per Funk, oder kabelgeführt vorgesehen, die von anderen Mitarbeitern auf der Baustelle bedient werden kann.
Fehlt ein solcher Elektroanschluss an der Hydraulikübergabeeinrichtung des Hydraulikbaggers, dann ist vorgesehen, dass die Steuerungsgeräte im Hydraulikbagger untergebracht sind und vom Baggerführer bedient werden können. Sie kann aber alternativ extern drahtlos oder kabelgeführt mit handgeführten Steuerungsgeräten bedient werden, die von Arbeitern gehandhabt werden, die sich außerhalb des Hydraulikbaggers aufhalten.
Für den Fall das die Hydraulikölmenge im Hydrauliktank des Hydraulikbaggers nicht ausreicht um die Vortriebsmaschine mit genügend Oel zu versorgen, wenn zum Beispiel bei zu verlegenden Rohren großer Durchmesser mit einer hohen Anzahl von Druck- und Steuerzylindern gearbeitet werden muss, ist Erfindungsgemäß vorgesehen einen Ölpufferspeicher am Druckring zu befestigen, der das notwendige fehlende Differenzöl enthält. Dieser Ölpufferspeicher (18) ist auf den Zeichnungen dargestellt.
Der Ölpufferspeicher ist in seiner Größe so auf das Verfahren der Vortriebsmaschine abgestimmt, das er die gesamte für den Betreib der Vortriebsmaschine jeder x-beliebig großer Außendurchmesser und damit auch die verschiedene Anzahl von Hydraulikzylindern, für deren Betrieb erforderliche Ölmenge beinhaltet.
Über das elektronische Steuerungssystem und den elektronisch gesteuerten Steuerschieber (16)
kann dann, so ist Erfindungsgemäß vorgesehen, der Pufferspeicher dem Bagger kontrolliert die Hydraulikölmenge über Schlauch oder Rohrleitungen über die Hydraulikübergabeeinrichtung des Baggers zurückführen, die der Hydraulikbagger für den Druckseitigen Betrieb der Vortriebsmaschine zur Verfügung stellen muss.
Dieser Vorgang wird so elektronisch gesteuert, dass wenn die Hydraulikzylinder der Vortriebsmaschine ausfahren und damit größere Ölmengen verbraucht werden als der Hydraulikbagger an Öl im Hydrauliktank hat, das Hydrauliköl vom Pufferspeicher in den Bagger zurückgeführt wird so das sich der Hydraulikpegel im Hydrauliktank des Baggers nicht verändert. Fahren die Hydraulikzylinder in die Ausgangsstellung zurück, das heißt wenn die Kolbenstangen der in unterschiedlicher Anzahl vorhandener Hydraulikzylinder eingefahren wird, wird das zurückströmende Hydrauliköl zunächst elektronisch gesteuert dem Pufferspeicher wieder zurück geführt. Die Überwachung und Regelung der einzelnen Ölstände im Hydraulikbagger und im Pufferspeicher erfolgt über elektronische gesteuerte Füllstandsensoren, sowie elektronisch gesteuerte Drucksensoren und Wegmesser.
Weiterhin ist Erfindungsgemäß vorgesehen einen Injektionskanal (13) durchlaufend von der Maschinenspitze bis zum hinteren Ende der Einrichtung, in rückseitiger Längsrichtung anzubringen. Dieser Injektionskanal U-förmig oder in x-beliebig anderem Profil ist unter der gesamten Länge der Maschine angeschraubt oder verschweißt.
An den Stellen wo die Maschine selbst an den Übergängen zu den einzelnen Maschinenteilen getrennt oder gelenkig ist, ist auch der Injektionskanal getrennt und gelenkig ausgebildet, so dass eine Beeinträchtigung der Maschine selbst zwischen Schneidschuh, Maschinenrohr und Druckverteilungsring und Blechhalbschale in ihrer Beweglichkeit selbst ausgeschlossen ist.
Dadurch, dass dieser Injektionskanal bis zur vorderen Maschinenspitze, der Spitze des Schneidschuhes mitgeführt wird, schneidet in der Vorwärtsbewegung der Maschine, der gesteuerte Schneidschuh die Konturen des Injektionskanals in seiner äußeren Kontur in das Erdreich. Der Injektionskanal ist an der Maschinenspitze geschlossen so dass beim Fortschreiten der Maschine kein Boden eindringen kann.
Im weiteren Bereich von der Maschinenmitte bis zum Ende des Druckverteilungsringes weist der Injektionskanal beidseitig kleine Injektionsöffnungen nach außen zum Boden hin auf. Unterhalb der Blechhalbschale weißt der Injektionskanal keine seitlichen Injektionsöffnungen auf sondern in diesem Bereich ist er nur nach hinten offen.
Im Bereich zum Ende des rückwärts gerichteten Druckverteilungsring hinter dem Maschinenrohr ist der Injektionskanal innen verschlossen und wird damit zweigeteilt. Der zur Maschinenspitze hin verlaufende Teil des Injektionskanals kann damit Erfindungsgemäß zur Injektion von Gleitmitteln zur Minderung der Reibungskräfte für die Gesamtmaschine verwendet werden.
Der zweite Teil der nach hinten gerichtete unter der Blechhalbschale verlaufende Teil des Injektionskanals wird Erfindungsgemäß für die Injektion von Dämmer verwendet um den geringen Spalt von ca. 8–15 mm., je nach Größe des zu verlegenden Rohres, den die Dicke der Blechhalbschale zwischen verlegtem Rohr und Erdreich beim Fortschreiten der Maschine hinterlässt, kraftschlüssig zu verpressen.
Die jeweiligen Rohranschlussleitungen für die Injektionsanlagen und der Injektionskanal selbst sind in den Zeichnungen dargestellt.
Bezugszeichenliste

1: Schneidschuh
2: Steuerring Schneidschuh
3: Hydraulische Steuerzylinder
4: Druckübertragungsring Steuerzylinder Maschinenrohr
5: Maschinenrohr
6: Schildschwanz
7: Druckverteilungsring Maschinenrohr
8: Hydraulikzylinder
9: Druckring
10: Blechhalbschale
11: Führungsschiene Druckring
13: Injektionskanal
14: Hydraulikübergabeplatte des Baggers
15: Hydraulikübergabeplatte der Vortriebsmaschine
16: Elektronisch gesteuerter hydraulischer Steuerschieber
17: Batterie 12/24 Volt
18: Hydraulischer Pufferspeicher

Zeichnung 100 zeigt die Erfindungsgemäße Einrichtung im eingebauten Zustand in der Seitenansicht
Zeichnung 101 zeigt die Erfindungsgemäße Einrichtung im eingebauten Zustand in der Draufsicht
1 zeigt die Erfindungsgemäße Einrichtung bei Verwendung von Hydraulikzylindern die nicht mit Schwenkzapfen versehen sind und die Druckübertragung über innenliegende
2 zeigt den Druckring (9) mit den Hydraulikzylinderaufhängungen am Druckring und der Führung des Druckringes, die Blechhalbschale (10) die Führungsschienen (11) sowie den Injektionskanal (13) in der Vorderansicht
3 zeigt die Einzelteile/Ergänzungsteile mit denen Vortriebsmaschinen anderer Verfahren ergänzt werden müssen um für das Erfindungsgemäße Verfahren umgerüstet zu werden wenn solche Maschinen mit externen Hydraulikantriebsaggregaten betrieben werden sollen.
4 zeigt die Einzelteile/Ergänzungsteile mit denen Vortriebsmaschinen anderer Verfahren ergänzt werden müssen um für das Erfindungsgemäße Verfahren umgerüstet zu werden wenn solche Maschinen über die erfindungsgemäße Hydraulikversorgung über die Hydraulikübergabe des Baggers betrieben werden.
5 Zeigt die Hydraulikübergabeeinrichtung des Hydraulikbaggers im Detail mit Hydraulkübergabeeinrichtung der Vortriebsmaschine Hydraulik- und Elektronikanschlüssen und der Batterie im unverriegeltem Zustand.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4241856 C1 [0002, 0006, 0012]
DE 19545219 A1 [0003]
DE 2741304 C2 [0003]

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Vortriebsmaschine für den halboffenen Rohrvortrieb, bei welchem eine Vortriebsmaschine, vor einer zu verlegenden Rohrleitung in eine Startbaugrube eingebaut wird und bei deren weiterer Vorwärtsbewegung die seitliche Grabenabstützung und gleichzeitig die Schneidung des Rohrprofils in den Rohrgraben erfolgt, in der am hinteren Ende hinter der Vortriebsmaschine nachfolgend zu verlegende Rohrabschnitte nacheinander eingelegt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebsmaschine selbst, mit einem zusätzlichen austauschbaren Druckübertragungsmittel ausgestattet wird, welches bestehend aus einem Druckübertragungsring mit gelenkig angebrachten Hydraulikzylindern, in den Schildschwanz des Maschinenrohres der Vortriebsmaschine eingelegt wird und rückwärts gerichtet über einen Druckring der mit den Hydraulikzylindern gegen eine Rohrstrecke gedrückt wird, jede beliebige Vortriebsmaschine in Vor- und Rückwärtsbewegung bringen kann indem die Einrichtung über eine Hydraulik- und Elektroübergabeeinrichtung eines Hydraulikbaggers betrieben werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebsmaschine über eine austauschbare Druckring-Druckübertragungsring-Baueinheit verfügt, die zwischen einem Widerlager oder Startrohr, und einem zu verlegenden Rohrabschnitt eingelegt wird, mit welchem über dort angelenkte Hydraulikzylinder der Vortrieb des Rohres vorgenommen werden kann, und dass die austauschbare Druckring-Druckübertragungsring-Baueinheit über eine Elektro- und Hydraulikübergabeschnittstelle mit einer mitfahrenden Versorgung für Druckmittelenergie und elektrische Energie betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen austauschbaren Druckübertragungsmittel auch mit externen stationären Hydraulischen und Elektrischen Aggregaten angetrieben werden können, die mit dem Vortrieb mitbewegt werden können.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mitfahrenden hydraulische und elektrische Versorgung, die Druck- und Elektroaggregate eines Baggers sind, der mit dem Vortrieb mitbewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mitfahrende hydraulische und elektrische Versorgung, die Druck- und Elektroaggregate einer mitbewegten/fahrbaren Druck und Elektro-Versorgungseinrichtung sind.
Vortriebseinrichtung oder Vortriebsmaschine für den halboffenen Rohrvortrieb, mit einem ggfs fahrbaren Verbau zur Grabenabstützung, sowie einem an der Verbauspitze angeordneten Schneidschuh, dadurch gekennzeichnet, das die Vortriebsmaschine mit einem zusätzlichen austauschbaren Druckübertragungsmittel ausgestattet wird, welches bestehend aus einem Druckübertragungsring mit gelenkig angebrachten Hydraulikzylindern, in den Schildschwanz des Maschinenrohres der Vortriebsmaschine eingelegt wird und rückwärts gerichtet über einen Druckring der mit den Hydraulikzylindern gegen eine Rohrstrecke gedrückt wird, jede beliebige Vortriebsmaschine in Vorwärts- und Rückwärtsbewegung bewegen kann, und in die dadurch freiwerdenden Zwischenräume Rohrabschnitte eingelegt werden können, und die Einrichtung selbst über eine Hydraulik- und Elektroübergabeeinrichtung eines Hydraulikbaggers betrieben wird.
Vortriebseinrichtung oder Vortriebsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebsmaschine eine austauschbare Druckring-Druckübertragungsring-Baueinheit aufweist, die zwischen einem Widerlager oder Startrohr, und einem zu verlegenden Rohrabschnitt einlegbar ist, mit welchem über dort angelenkte Hydraulikzylinder der Vortrieb des Rohres vorgenommen werden kann, und dass die austauschbare Druckring-Druckübertragungsring-Baueinheit über eine Elektro- und Hydraulikübergabeschnittstelle mit einer mitfahrenden Versorgung für Druckmittelenergie und elektrische Energie versehen ist.
Vortriebseinrichtung oder Vortriebsmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mitfahrenden hydraulische und elektrische Versorgung, die Druck- und Elektroaggregate eines Baggers sind, der mit dem Vortrieb mitbewegbar/mitfahrbar ist.
Vortriebseinrichtung oder Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen austauschbaren Druckübertragungsmittel auch mit externen stationären Hydraulischen und Elektrischen Aggregaten angetrieben werden können, die mit dem Vortrieb mitbewegt werden können.
Vortriebseinrichtung oder Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mitfahrende hydraulische und elektrische Versorgung, die Druck- und Elektroaggregate einer mitbewegten/fahrbaren Druck- und Elektro-Versorgungseinrichtung sind.