DE102019116522A1

DE102019116522A1 - Rohrleitungswerkzeug sowie System und Verfahren zum grabenlosen Verlegen von Rohren

Info

Publication number: DE102019116522A1
Application number: DE102019116522.9A
Authority: DE
Inventors: Herbert Reissnecker
Original assignee: Bayerische Grabenlos GmbH
Current assignee: Bayerische Grabenlos GmbH
Priority date: 2019-06-18
Filing date: 2019-06-18
Publication date: 2020-12-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rohrleitungswerkzeug (1) mit einem Grundkörper (100), umfassend- einen Spitzenabschnitt (101),- einen an den Spitzenabschnitt (101) anschließenden konusförmigen Abschnitt (103),- einen an den konusförmigen Abschnitt (103) anschließenden zylindrischen Abschnitt (105),- zumindest einen ersten Aufnahmeschlitz (107a), der in dem konusförmigen Abschnitt (103) ausgebildet ist, und- zumindest ein auswechselbares Schneidwerkzeug (109), das in dem zumindest einen Aufnahmeschlitz (107) aufgenommen ist, wobei das Schneidwerkzeug (109) aus der Mantelfläche konusförmigen Abschnitts (103) herausragt.Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein System sowie ein Verfahren zum grabenlosen Verlegen von Rohren.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rohrleitungswerkzeug sowie ein System umfassend das Rohrleitungswerkzeug zum grabenlosen Verlegen von Rohren und ein Verfahren zum grabenlosen Verlegen von Rohren.
Das grabenlosen Verlegen von (neuen) Rohren ist ein Verfahren, das vor allem bei vorhandenen Leitungen oder Durchführungen angewendet werden kann. Ein bekanntes Verfahren ist das Bersten oder Berstlining, das mittlerweile anerkannt ist, um grabenlos Rohre zu erneuern. Jedoch muss bei den bekannten Verfahren an bestimmten Stellen weiterhin ein offener Zugang zur alten Leitung hergestellt werden, um genug Platz für die Werkzeuge und Anlagen zu haben. Eine echte Schacht-zu-Schacht-Erneuerung ist nach dem Stand der Technik kaum möglich.
So beschreibt beispielsweise DE 10 2016 006 251 A1 ein Verfahren zum Zerkleinern und Ausbauen von unterirdisch verlegten Rohrleitungen aus Asbestzement in offener oder halb geschlossener Bauweise, das bei einer Nennweite von größer als DN 500 zur Anwendung kommt. Bei der Teilung der Rohrleitung wird Wasser oder ein anderes Mittel an der Stelle des Trennvorganges feindispers auf die Rohrinnenwand und die sich bildende Trennfuge aufgebracht. Ein Schneidwerkzeug besteht aus zwei oder mehreren Schneidschienen, Schneidrollen, Schneidmessern oder Hakenmessern. Daran angeordnet ist eine Sprüheinrichtung, bestehend aus Verteilerrohren und Düsen zur Erzeugung des Wasserschleiers oder zum Dosieren eines anderen Mittels zum Binden von Asbestfasern. Diese Technik hat den Nachteil, dass zumindest teilweise in offener Bauweise gearbeitet wird und die Rohre DN 500 oder größer sind.
In DE 10 2011 000 738 B3 wird eine Vorrichtung und ein Aufweitwerkzeug zum Aufweiten einer im Erdreich vorhandenen Durchgangsöffnung offenbart. Das Aufweitwerkzeug hat einen Verbindungsbereich, mit dem ein Verbindungselement zum Ausüben einer Zugkraft auf das Aufweitwerkzeug verbindbar ist. Ferner hat das Aufweitwerkzeug einen Aufweitbereich, der zumindest in einem Bereich einen größeren Querschnitt als die im Erdreich vorhandene Durchgangsöffnung hat. Das Aufweitwerkzeug umfasst ein elastisch verformbares Element, das sich beim Ausüben einer Zugkraft auf den Verbindungsbereich elastisch verformt und dabei eine Zugkraft auf den Aufweitbereich ausübt.
Die hier beschriebene Technik bezieht sich auf einen Seilberster von ca. 40 Tonnen. Um damit auch größere Durchmesser von Rohren splitten zu können, wurde dieses Aufweitwerkzeug entwickelt, das mit der Unterstützung eines Erdverdrängungshammers oder einer Stahlrohrramme arbeitet. Durch die dabei auftretenden sehr hohen Schlagkräfte muss ein sogenanntes „Federvorspannpaket“ vorgesehen werden, um diese Kräfte für das Werkzeug einerseits abzufangen, andererseits jedoch zum Splitten des alten und Installieren des neuen Rohrs die Kräfte verfügbar zu haben. Diese Technik ermöglicht das Bersten von Rohren von 400 mm bis 700 mm Durchmesser, allerdings nur aus brüchigen und porösen Materialien.
Beim Berstlining wird zunächst die alte Leitung geborsten, der Bohrkanal von einem Aufweitkopf vergrößert und anschließend in diesen Bohrkanal der neue Rohrstrang eingezogen, dessen Außendurchmesser etwas kleiner als der Aufweitkopf ist. Beim Einziehen des neue Rohrstrangs ist nach den Regelwerken des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW), der Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft (DWA) oder des Rohrleitungssanierungsverband e.V. (RSV) müssen während des Einziehens von Neurohren zur Leitungssanierung die auf die neuen Rohre wirkenden Zugkräfte kontinuierlich gemessen und aufgezeichnet werden, um so die Möglichkeit von Beschädigungen bereits während des Einziehens zu überwachen.
Obwohl im Stand der Technik verschiedene technische Ansätze vorgeschlagen werden, besteht weiterhin das Problem, das neue Rohr sowie die entsprechenden Werkzeuge wirklich in den Schacht hinein zu bekommen, da die herkömmlichen Aufweit-Werkzeuge grundsätzlich zu lang sind, um in einem Standardschacht Platz zu finden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Rohrleitungswerkzeug sowie ein System zum grabenlosen Verlegen von Rohren bereitzustellen und ein entsprechendes Verfahren zum grabenlosen Verlegen von Rohren anzugeben, mit welchem eine Schacht-zu-Schacht-Erneuerung ohne zusätzliche Erdarbeiten ermöglicht wird.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch ein Rohrleitungswerkzeug (1) mit einem Grundkörper (100) gelöst, umfassend

- einen Spitzenabschnitt (101),
- einen an den Spitzenabschnitt (101) anschließenden konusförmigen Abschnitt (103),
- einen an den konusförmigen Abschnitt (103) anschließenden zylindrischen Abschnitt (105),
- zumindest einen ersten Aufnahmeschlitz (107a), der in dem konusförmigen Abschnitt (103) ausgebildet ist, und
- zumindest ein auswechselbares Schneidwerkzeug (109), das in dem zumindest einen Aufnahmeschlitz (107) aufgenommen ist, wobei das Schneidwerkzeug (109) aus der Mantelfläche konusförmigen Abschnitts (103) herausragt.

In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die vorstehend genannte Aufgabe durch ein System zum grabenlosen Verlegen von Rohren gelöst, umfassend

- das Rohrleitungswerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
- einen Schachtrahmen (3),
- ein mit dem Schachtrahmen (3) verbindbares Stirnschild (5),
- eine Antriebseinheit (7) und
- ein mit der Antriebseinheit (7) verbundenes und mit dieser bewegbares Seil (9), an dessen freiem Ende eine Seilkupplung vorgesehen ist, wobei das Seil (9) durch den Schachtrahmen (3) führbar ist und wobei die Seilkupplung mit dem Rohrleitungswerkzeug (1) verbindbar ist.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird in einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zum grabenlosen Verlegen von Rohren gelöst, umfassend die Schritte

a) Einbringen eines Schachtrahmens (3) in einen ersten Schacht,
b) Einbringen eines Stirnschilds (5) in den ersten Schacht (S1), Anbringen des Stirnschilds (5) an der Wandung des ersten Schachts (S1) und Verbinden des Stirnschilds (5) mit dem Schachtrahmen (3),
c) Bereitstellen einer Antriebseinheit (7) an dem ersten Schacht (S1), wobei mit der Antriebseinheit (7) ein mit dieser bewegbares Seil (9) verbunden ist,
d) Durchführen des Seils (9) von der Antriebseinheit (7) durch den Schachtrahmen (3) und durch eine zu bearbeitende Leitung (L) bis zu einem beabstandet von dem ersten Schacht (S1) angeordneten zweiten Schacht (S2),
e) Durchführen des Seils (9) durch das Rohrleitungswerkzeug (1) von dessen Spitzenabschnitt (101) her,
f) Montieren einer Seilkupplung am freien Ende des Seils (9) und Verbinden der Seilkupplung mit dem Rohrleitungswerkzeug (1),
g) Ausrichten des Rohrleitungswerkzeugs (1) in der Öffnung der zu bearbeitenden Leitung (L),
h) Anbringen eines ersten Rohrmoduls (R1) am zylindrischen Anschnitt (105) des Rohrleitungswerkzeugs (1),
i) Anziehen des Rohrleitungswerkzeugs (1) über das damit verbundene Seil (9) mittels der Antriebseinheit (7) sowie Einziehen des Rohrleitungswerkzeugs (1) in die zu bearbeitende Leitung (L) und damit
j) Verlegen eines neuen Rohrs in oder anstelle der zu bearbeitenden Leitung (L).

Die vorliegende Erfindung hat allgemein den Vorteil, dass im Gegensatz zu den bekannten Werkzeugen und Verfahren nun ein Rohrleitungswerkzeug (1) und ein entsprechendes Verfahren zur Verfügung stehen, mit denen es möglich ist, neue Rohre ohne großen Aufwand in einen Schacht einzubringen und durch eine vorhandene Durchgangsöffnung (am Ort der alten, zu bearbeitenden Leitung (L)) zu ziehen, da die Größe des Rohrleitungswerkzeugs (1) so verringert werden konnte, dass es problemlos in einem Standardschacht Platz findet. Zudem sind Rohrleitungswerkzeug (1) und Verfahren im Hinblick auf die örtlichen Gegebenheiten flexibel einsetzbar und anzuwenden. Darüber hinaus weist das Rohrleitungswerkzeug (1) den Vorteil auf, dass in einem einzigen Grundkörper (100) verschiedene auswechselbare Schneidwerkzeuge (109) montierbar sind, so dass zusammen mit der Form des Grundkörper (100) die alte bearbeitenden Leitung (L) geschnitten / geborsten und gleichzeitig die Durchgangsöffnung aufgeweitet wird.
Nachstehend wird die Erfindung im Detail beschrieben.
Wenn in der Beschreibung des erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs (1) und/oder des erfindungsgemäßen Systems Verfahrensmerkmale genannt werden, so beziehen sich diese insbesondere auf das erfindungsgemäße Verfahren. Ebenso beziehen sich gegenständliche Merkmale, die in der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens angeführt werden, auf das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeugs (1) und/oder das erfindungsgemäße System.
Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Rohrleitungswerkzeug (1) mit einem Grundkörper (100). Der Grundkörper (100) ist zumindest teilweise hohl und weist eine in seiner Längsachse verlaufende durchgehende Öffnung auf. Der Grundkörper (100) ist vorzugsweise einstückig aufgebaut und aus einem Metall oder einem hochfesten Verbundmaterial gefertigt. Besonders bevorzugt ist der Stahl SAE 8640.
Der Grundkörper (100) umfasst zunächst einen Spitzenabschnitt (101), der gegenüber der Längsachse abgeschrägt ist, vorzugsweise konisch ausgebildet ist. Der Durchmesser des Spitzenabschnitts (101) beträgt mindestens 20 % des maximalen Durchmessers Grundkörpers (100). Der Spitzenabschnitt (101) wird bei dem nachstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren in eine bestehende Durchgangsöffnung eingeführt und erleichtert das Zentrieren des Rohrleitungswerkzeugs (1). Der Spitzenabschnitt (101) weist mittig eine Öffnung (101.1) in das Innere des Grundkörpers (100) auf.
Der Grundkörper (100) umfasst ferner einen an den Spitzenabschnitt (101) anschließenden konusförmigen Abschnitt (103), welcher sich über 35% bis 45%, insbesondere über 40 %, der Länge des Grundkörpers (100) erstreckt. Dabei nimmt der Durchmesser des konusförmigen Abschnitts (103) vom Spitzenabschnitt (101) her zu.
Schließlich umfasst der Grundkörper (100) einen an den konusförmigen Abschnitt (103) anschließenden zylindrischen Abschnitt (105), welcher das hintere Ende des Rohrleitungswerkzeugs (1) bildet. Im Inneren des zylindrischen Abschnitts (105) kann eine Verbindungseinrichtung vorgesehen sein, um ein erstes Rohrmodul (R1) darin zu befestigen. Die Verbindungseinrichtung kann beispielsweise aus einem Innengewinde bestehen in das das erste Rohrmodul (R1) mit seinem Außengewinde eingeschraubt wird. Alternativ kann das erste Rohrmodul (R1) mit einem sog. Spreizdorn und einer Bolzenverbindung befestigen, was aber mehr Platz benötigt.
Das Rohrleitungswerkzeug (1) umfasst zudem zumindest einen ersten Aufnahmeschlitz (107a), der in dem konusförmigen Abschnitt (103) ausgebildet ist. Der Aufnahmeschlitz (107a) erstreckt sich in Richtung der Längsachse und weist seitlich Befestigungsöffnungen (Bohrungen (107.1)) auf. Wie nachstehend noch ausgeführt wird, umfasst das Rohrleitungswerkzeug (1) bevorzugt zumindest einen zweiten Aufnahmeschlitz (107b) in dem konusförmigen Abschnitt (103).
In dem Aufnahmeschlitz (107) ist zumindest ein auswechselbares Schneidwerkzeug (109) aufgenommen, wobei das Schneidwerkzeug (109) aus der Mantelfläche konusförmigen Abschnitts (103) herausragt, insbesondere um 20 mm bis 25 mm. Das Schneidwerkzeug (109) kann je nach Material der zu bearbeitenden Leitung (L) aus Rollenschneidmessern, statischen Messern, Spaltkeilen oder Splitmessern (109.1) ausgewählt sein.
Mit dem Begriff „Rohrleitungswerkzeug“ wird erfindungsgemäß ein Werkzeug bezeichnet, das in eine zu bearbeitende Leitung (L) eingeführt wird, um diese zu bersten bzw. zu splitten oder zu schneiden (je nach Material) und im gleichen Arbeitsgang die bestehende Durchgangsöffnung so aufzuweiten, dass ein neues Rohr mit diesen Werkzeug eingezogen werden kann. Das Rohrleitungswerkzeug (1) kann auch als „Schachtmesser“ oder „PipeLion Kurzrohrmesser“ bezeichnet werden.
Das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug (1) hat zunächst den Vorteil, dass durch die geometrische Ausgestaltung des Grundköpers (100) und das Vorsehen der auswechselbaren Schneidwerkzeuge (109) ein einziges Werkzeug ausreicht, um in einem einzigen Arbeitsgang eine zu bearbeitende Leitung (L) zu bersten bzw. zu splitten oder zu schneiden, eine bestehende Durchgangsöffnung aufzuweiten und ein neues Rohr, beginnend mit dem ersten Rohrmodul (R1), einzuziehen.
Das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug (1) hat ferner den Vorteil, dass es durch das auswechselbare Vorsehen der Schneidwerkzeuge (109) an alle gängigen Materialien zu bearbeitender Leitungen (L) angepasst werden kann. Das heißt, abhängig vom Material einer zu bearbeitenden Leitung (L) können Rollenschneidmesser, Hakenmesser, statischen Messer, Spaltkeile oder Splitmesser (109.1) in ein und denselben Grundköper (100) eingesetzt werden.
Das auswechselbare Vorsehen der Schneidwerkzeuge (109) hat den weiteren Vorteil, dass auch Materialkombinationen geborsten bzw. geschnitten werden können, beispielsweise wenn eine zu bearbeitende Leitung (L) nach früheren Reparaturen aus unterschiedlichen Materialien (z.B. Ton, Kunststoff) zusammengesetzt ist oder wenn eine zu bearbeitende Leitung (L) aus einem Material wie Ton oder Beton in der Vergangenheit mit einem Schlauchliner aus faserverstärktem Kunststoff saniert worden war.
In der Praxis haben sich beispielsweise Rollenschneidmesser für harte Materialien wie Stahl, duktilen Guss und Guss, aber auch für Kunststoffe wie Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) als geeignet erwiesen. Demgegenüber sind statische Messer mit fest angebrachten Schneiden für brüchige / spröde Materialien zu verwenden, beispielsweise Beton, Asbest-Zement oder Steinzeug / Ton.
Das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug (1) ist trotz seiner speziellen Ausgestaltung so konstruiert, dass es weiterhin mit einer Zugkraft von bis zu 75 Tonnen betrieben werden kann, ohne dass es selbst oder die Schneidwerkzeuge (109) beschädigt werden.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs (1) beträgt der Winkel α des konusförmigen Abschnitts (103) gegenüber der Längsachse des Grundkörpers (100) 8° bis 12°, bevorzugt 9° bis 11°. In einer ganz konkreten Ausführungsform beträgt der Winkel α 10°. Der Winkel α wird von der Mantelfläche des konusförmigen Abschnitts (103) zur Längsachse des Grundkörpers (100) bestimmt.
Der erfindungsgemäß vorgesehene Winkel α macht es möglich, die Gesamtlänge des erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeug (1) gegenüber Werkzeugen nach dem Stand der Technik deutlich zu verkürzen, um so eine Handhabung in einem Standardschacht zu ermöglichen und gleichzeitig eine ausreichende Aufweitung der bestehenden Durchgangsöffnung zu gewährleisten. Andererseits begrenzt der erfindungsgemäß vorgesehene Winkel α die aufzubringende Zugkraft auf einen technisch realisierbaren Bereich. Die technische Zuverlässigkeit ist ohne Abstriche gegeben.
Wird ein Winkel α kleiner als 8° gewählt, vergrößert sich die Gesamtlänge des erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs (1) zu sehr, während bei einem Winkel α größer als 12° der Konus zu steil wäre und damit zu große Kräfte auf das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug (1) und die anderen technischen Ausrüstungsgegenstände wirken würden.
Der erfindungsgemäß gewählte Bereich für den Winkel α ist der am besten arbeitende Winkelbereich, so dass sich am ungehindertsten arbeiten bzw. bersten lässt.
Es hat sich zum Erreichen der praktischen Handhabbarkeit als vorteilhaft erwiesen, wenn die Länge des Grundkörpers (100) 35 cm bis 60 cm beträgt. Eine maximale Länge von 60 cm ermöglicht die problemlose Handhabung des erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs (1) in einem Standardschacht mit ca. 80 cm oder mit ca. 100 cm Durchmesser. Demgegenüber ist eine Länge des Grundkörpers (100) von weniger als 35 cm technisch nicht mehr sinnvoll, da der vorstehend genannte Winkel α deutlich größer würde und damit zu große Kräfte auf das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug (1) wirken würden.
Die Länge des Grundkörpers (100) (ebenso wie sein maximaler Durchmesser) variiert abhängig vom Durchmesser der zu bearbeitenden Leitung (L) und dem Durchmesser des neu einzuziehenden Rohrs, mit dessen Durchmesser auch die Länge des Grundkörpers (100) und damit des erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs (1) steigt.
Insbesondere durch die erfindungsgemäße Abstimmung von Winkel α, geometrischer Ausgestaltung des konusförmigen Abschnitts (103) und Anordnung des zylindrischen Abschnitts (105) konnte das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug (1) so bereitgestellt werden, dass es direkt in einen Standardschacht eingebracht und von dort aus für das Bersten / Schneiden der zu bearbeitenden Leitung (L), das Aufweiten der Durchgangsöffnung und das Einziehen des neuen Rohrs verwendet werden kann. Demgegenüber muss nach dem Stand der Technik in einem ersten Arbeitsgang das Bersten / Schneiden und das Aufweiten erfolgen, bevor in einem zweiten Arbeitsgang das neue Rohr in die Durchgangsöffnung geschlagen oder gepresst wird, was je nach Größe des Rohrs mit viel Aufwand verbunden ist.
Das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug (1) kann abhängig vom Durchmesser der zu bearbeitenden Leitung (L) unterschiedliche Größen aufweisen. Dementsprechend haben auch die Schneidwerkzeuge (109) in dem zumindest einen Aufnahmeschlitz (107) unterschiedliche Längen zwischen 100 mm und 300 mm. Zum Beispiel wird erfindungsgemäß für eine zu bearbeitende Leitung (L) mit DN 200 (d.h. Innendurchmesser 200 mm) ein Schneidwerkzeug (109) von 200 mm verwendet.
In einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs (1) ist zumindest ein zweiter Aufnahmeschlitz (107b) in dem konusförmigen Abschnitt (103) ausgebildet, wobei in dem zweiten Aufnahmeschlitz (107b) zumindest ein auswechselbares Schneidwerkzeug (109) und/oder zumindest ein auswechselbares Führungselement (111) aufgenommen ist.
Abhängig von der Art und dem Zustand der zu bearbeitenden Leitung (L) kann es zweckmäßig sein, das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug (1) in Ergänzung zu den Schneidwerkzeugen (109) in dem ersten Aufnahmeschlitz (107a) in dem zweiten Aufnahmeschlitz (107b) entweder mit weiteren Schneidwerkzeugen (109) zu versehen, um die zu bearbeitende Leitung (L) an zwei Stellen anzugreifen, oder dort Führungselemente (111) anzuordnen, um das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug (1) sicher zu führen.
Darüber hinaus minimieren die Führungselemente (111) die Reibungskräfte zwischen erfindungsgemäßem Rohrleitungswerkzeug (1) und zu bearbeitender Leitung (L), so dass der Prozess einfacher und reibungsloser abläuft. Die Führungselemente (111) können beispielsweise Rollen oder Walzen sein.
In der Praxis kommen beispielsweise bei harten brüchigen Materialien feste Splitmesser zum Einsatz. Bei anderen Materialien werden in einem Aufnahmeschlitz (107a, 107b) Rollenschneidmesser eingesetzt, einem anderen Aufnahmeschlitz (107a, 107b) Führungselemente (111). Die Führungselemente (111) werden unter anderem dazu benötigt, um in der zu bearbeitenden Leitung (L) die Führung zu behalten. Da z.B. Stahlrohre meist spiralförmig gefertigt werden, würden sich die Schneidwerkzeuge (109) innen mit der Spiralform drehen und die Gefahr bestünde, dass die zu bearbeitende Leitung (L) nicht geschnitten, sondern nur „ausgebeult“ würde - mit der Gefahr, dass das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug (1) stecken bleiben könnte.
Eine spezielle Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs (1) sieht vor, dass der konusförmige Abschnitt (103) aus einem ersten konusförmigen Teilabschnitt (103.1) und einem zweiten konusförmigen Teilabschnitt (103.2) gebildet ist, wobei der Winkel α1 des ersten konusförmigen Teilabschnitts (103.1) gegenüber der Längsachse des Grundkörpers (100) größer ist als der Winkel α2 des zweiten konusförmigen Teilabschnitts (103.2) gegenüber der Längsachse des Grundkörpers (100). Der Winkel α1 beträgt 7° bis 9°, bevorzugt 8°, und der Winkel α2 beträgt 2° bis 4°, bevorzugt 3°.
Mit dieser speziellen Ausführungsform ist eine Art stufenweises Arbeiten möglich, d.h. von dem ersten konusförmigen Teilabschnitt (103.1) wird die zu bearbeitende Leitung (L) hauptsächlich geschnitten / geborsten, während durch den zweiten konusförmigen Teilabschnitt (103.2) die Durchgangsöffnung hauptsächlich ausgeweitet wird. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass das Arbeiten leichter und angenehmer von statten geht.
In dieser speziellen Ausführungsform ist der zumindest eine erste Aufnahmeschlitz (107a) mit dem darin aufgenommenen zumindest einen auswechselbaren Schneidwerkzeug (109) in dem ersten konusförmigen Teilabschnitt (103.1) angeordnet. Gleiches gilt für den zumindest einen zweiten Aufnahmeschlitz (107b).
Die vorstehenden Ausführungen und Bevorzugungen im Hinblick auf das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeugs (1) gelten für das nachstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren und das nachstehend beschriebene erfindungsgemäße System entsprechend. Ebenso gelten die nachstehenden Ausführungen und Bevorzugungen im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren für das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeugs (1) und das erfindungsgemäße System entsprechend.
Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein System zum grabenlosen Verlegen von Rohren, das zunächst das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug (1) umfasst.
Ferner umfasst das erfindungsgemäße System einen Schachtrahmen (3), der dazu ausgelegt ist, in einen ersten Schacht (S1) eingebracht und dort zeitweise befestigt zu werden.
Der Schachtrahmen (3) ist so bemessen, dass er durch eine genormte Schachtöffnung mit einer lichten Weite von 600 mm in einen Standardschacht eingeführt werden kann. Um den Schachtrahmen (3) dann in dem Standardschacht richtig einzupassen, sind Erweiterungsstücke mit jeweils 200 mm vorgesehen, so dass der Schachtrahmen (3) auf einen Standardschacht mit 80 cm lichter Weite oder 100 cm lichter Weite ausgebaut werden kann. Somit ist ein passgenauer Sitz des Schachtrahmens (3) in dem Standardschacht gewährleistet, was auch das Risiko minimiert, den Standardschacht zu beschädigen.
Mit dem Schachtrahmen (3) ist ein Stirnschild (5) verbindbar, das an die Wandung des ersten Schachts (S1) angelegt wird. Das Stirnschild (5) ist dazu vorzugsweise gebogen und/oder segmentiert. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Stirnschild (5) um eine solide gebogene Stahlplatte, die in zwei Teilen in den Standardschacht eingebracht und dort über eine Bolzenverbindung zusammengefügt wird. Es dient dazu, die durch den Schachtrahmen (3) auf die Wandung des ersten Schachts (S1) wirkenden Kräfte über eine größere Fläche zu verteilen.
Das erfindungsgemäße System umfasst ferner eine Antriebseinheit (7) und ein mit der Antriebseinheit (7) verbundenes und mit dieser bewegbares Seil (9), an dessen freiem Ende eine Seilkupplung vorgesehen ist. Dabei ist das Seil (9) durch den Schachtrahmen (3) führbar und die Seilkupplung mit dem Rohrleitungswerkzeug (1) verbindbar. Bei der Antriebseinheit (7) handelt es sich insbesondere um eine Seilzugmachine mit einer Zugkraft von vorzugsweise bis zu 45 Tonnen. Ein Seil (9) wird dabei bevorzugt durch eine Hauptklemme und eine Gegenklemme an der Seilzugmachine selbst geführt. Nähere Details werden nachstehend noch ausgeführt.
Die Formulierung „mit dieser bewegbares Seil (9)“ bedeutet, dass ein Seil, an welchem das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeugs (1) durch die zu bearbeitende Leitung (L) gezogen wird, in oder mit der Antriebseinheit (7) auf- und abgerollt wird, wobei die Antriebseinheit (7) die für das Ziehen notwendige Zugkraft auf das Seil (9) aufbringt.
Mit dem erfindungsgemäßen System wird eine sehr kompakte und dennoch leistungsfähige Einrichtung zur Verfügung gestellt, mit der es möglich ist, mit wenig Logistik und Personalaufwand neue Rohre anstelle zu bearbeitender Leitungen (L) zu verlegen. Das erfindungsgemäße System ist aufgrund seiner Abmessungen und seines Gewichts mit einem Fahrzeug (z.B. einem Anhänger) transportierbar, das eine Ladefläche von 1,5 m auf 2,5 m und eine Tragfähigkeit von 2.000 kg hat. Ferner wird eine Kranvorrichtung mit einer maximalen Tragfähigkeit von 750 kg benötigt. Das erfindungsgemäße System kann zudem von nur zwei Personen bedient werden. Schließlich konnte die Rüstzeit für Vor- und Nachbereitung des eigentlichen grabenlosen Verlegens von Rohren gegenüber dem Stand der Technik deutlich verkürzt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich vor allem dadurch, dass keine zusätzlichen Maschinen oder Geräte benötigt werden, da ein Aufgraben, auch ein lediglich teilweises Aufgraben, unterbleiben können. Daher muss kein ausgegrabenes Material entsorgt und kein neues Füllmaterial bereitgestellt werden. Die Kosten zur Entsorgung und Beschaffung sowie die verbundene Logistik können entfallen.
Der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum grabenlosen Verlegen von Rohren umfassend die Schritte

a) Einbringen eines Schachtrahmens (3) in einen ersten Schacht,
b) Einbringen eines Stirnschilds (5) in den ersten Schacht (S1), Anbringen des Stirnschilds (5) an der Wandung des ersten Schachts (S1) und Verbinden des Stirnschilds (5) mit dem Schachtrahmen (3),
c) Bereitstellen einer Antriebseinheit (7) an dem ersten Schacht (S1), wobei mit der Antriebseinheit (7) ein mit dieser bewegbares Seil (9) verbunden ist,
d) Durchführen des Seils (9) von der Antriebseinheit (7) durch den Schachtrahmen (3) und durch eine zu bearbeitende Leitung (L) bis zu einem beabstandet von dem ersten Schacht (S1) angeordneten zweiten Schacht (S2),
e) Durchführen des Seils (9) durch das das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug (1) von dessen Spitzenabschnitt (101) her,
f) Montieren einer Seilkupplung am freien Ende des Seils (9) und Verbinden der Seilkupplung mit dem Rohrleitungswerkzeug (1),
g) Ausrichten des Rohrleitungswerkzeugs (1) in der Öffnung der zu bearbeitenden Leitung (L),
h) Anbringen eines ersten Rohrmoduls (R1) am zylindrischen Anschnitt (105) des Rohrleitungswerkzeugs (1),
i) Anziehen des Rohrleitungswerkzeugs (1) über das damit verbundene Seil (9) mittels der Antriebseinheit (7) sowie Einziehen des Rohrleitungswerkzeugs (1) in die zu bearbeitende Leitung (L) und damit
j) Verlegen eines neuen Rohrs in oder anstelle der zu bearbeitenden Leitung (L).

Das erfindungsgemäße Verfahren hat zunächst den Vorteil, dass neue Rohre ohne großen Aufwand in einen Schacht eingebracht und durch eine vorhandene Durchgangsöffnung (am Ort der zu bearbeitenden Leitung (L)) gezogen werden können. Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren im Hinblick auf die örtlichen Gegebenheiten flexibel einsetzbar und anzuwenden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung des erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs (1) kann mit einem einzigen Vorgang eine zu bearbeitende Leitung (L) geschnitten, gleichzeitig die Durchgangsöffnung aufgeweitet und simultan ein neues Rohr eingezogen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat allgemein die Vorteile einer minimalen Beeinträchtigung der bestehenden Infrastruktur, da keine Erdarbeiten ausgeführt werden müssen. Ferner kann die Größe des neuen Rohrs auf dem gleichen Weg wie die zu bearbeitende Leitung (L) vergrößert werden. Abhängig von den Projektbedingungen ist das erfindungsgemäße Verfahren kostengünstiger, auch durch eine schnellere Installation, als bei einer offenen Bauweise. Es ist nur eine minimale Entwässerung bei Nässe erforderlich. Schließlich werden auch sog. „soziale Kosten“ wie Verkehrsumleitungen etc. verringert.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere durch einen minimalen logistischen Aufwand aus, da nur ein kleineres Fahrzeug, ggf. mit Anhänger, und ein kleiner Kran notwendig sind. Zudem kann das Verfahren von lediglich zwei Personen durchgeführt werden. Es treten keine Aushubkosten auf und es werden keine Infrastrukturreparaturen wie z.B. andere Straßenleitungen oder Gehwege etc. notwendig.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zwischen den Schritten a) und b) an dem Austritt der zu bearbeitenden Leitung (L) in dem ersten Schacht (S1) eine Kernbohrung vorgenommen, deren Durchmesser 15 % bis 25 % größer ist als der Durchmesser des neu zu verlegenden Rohrs.
Einen besonderen Vorteil bringt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch, dass in Schritt i) das Rohrleitungswerkzeug (1) um die Länge des ersten Rohrmoduls (R1) in die zu bearbeitende Leitung (L) eingezogen und dann ein zweites Rohrmodul an das Ende des ersten Rohrmoduls (R1) angebracht wird, wobei dieser Vorgang so lange wiederholt wird, bis das neu zu verlegende Rohr den ersten Schacht (S1) erreicht hat.
Das erste Rohrmodul (R1) und alle weiteren Rohrmodule sind in ihrer Länge dabei auf die örtlichen Gegebenheiten angepasst, insbesondere auf den in einem Standardschacht vorhandenen Platz. Es hat sich daher weiter als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Länge der Rohrmodule 50 cm beträgt. Die maximale Länge kann dabei dem Innendurchmesser eines Standardschafts entsprechen, d.h. maximal 80 cm bzw. maximal 100 cm.
Hierbei ergibt sich der Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, dass es praktisch nicht zu Stillstandzeiten kommt, in denen auf ein Schweißen von einzelnen Rohrstücken gewartet werden muss. Die einzelnen Rohrmodule lassen sich sehr schnell aneinander fügen, wodurch quasi ein kontinuierliches Arbeiten ermöglicht wird.
Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass in Schritt i) das zumindest eine auswechselbare Schneidwerkzeug (109) des Rohrleitungswerkzeugs (1) die zu bearbeitende Leitung (L) schneidet und/oder spaltet und/oder birst, wonach der konusförmige Abschnitt (103) des Rohrleitungswerkzeugs (1) die Durchgangsöffnung so erweitert, dass das erste Rohrmodul (R1) an dem zylindrischen Anschnitt (105) des Rohrleitungswerkzeugs (1) und alle weiteren Rohrmodule in die erweiterte Durchgangsöffnung gezogen werden.
Mit dieser Weiterbildung ist es möglich, das neue Rohr ohne größeren eigenen Widerstand in die erweiterte Durchgangsöffnung einzuziehen, so dass das neue Rohr selbst nur wenig auf Zug belastet wird.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Es zeigen:

1 eine schematische perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Rohrleitungswerkzeugs 1 nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung, 2 eine schematische perspektivische Explosions-Darstellung des in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs 1,
3 eine schematische Draufsicht auf das in 1 dargestellte erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug 1,
4 eine schematische Seitenansicht des in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs 1,
5 eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie A - A in 4,
6 eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie B - B in 4,
7 eine schematische perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs 1 nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
8 eine schematische perspektivische Explosions-Darstellung des in 7 dargestellten erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs 1,
9 eine schematische Draufsicht auf das in 7 dargestellte erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug 1,
10 eine schematische Seitenansicht des in 7 dargestellten erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs 1,
11 eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie AA - AA in 10,
12 eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie BB - BB in 10,
13 eine schematische Detaildarstellung des Bereichs C in 12,
14 eine schematische Detaildarstellung des Bereichs D in 11,
15 eine schematische Detaildarstellung des Bereichs E in 11 und
16 eine schematische Übersichtsdarstellung zur Anordnung des erfindungsgemäßen Systems nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Gleiche Teile haben in allen Figuren die gleichen Bezugszeichen, aus Gründen der Übersichtlichkeit werden jedoch nicht alle Teile in allen Figuren mit Bezugszeichen versehen.
In der nachfolgenden Beschreibung wird auf bevorzugte, die Erfindung aber nicht beschränkende Ausführungsformen Bezug genommen, bei welchen auch konkrete Maße angegeben sind.
1 stellt schematisch ein erfindungsgemäßes Rohrleitungswerkzeug 1 nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung perspektivisch dar. Wie vorstehend bereits ausgeführt, schließt sich bei dem Grundkörper 100 an einen Spitzenabschnitt 101 ein konusförmiger Abschnitt 103 an, der in einen zylindrischen Abschnitt 105 übergeht. In dem Spitzenabschnitt 101 ist eine Öffnung 101.1 zu erkennen, die sich in Form eines Hohlraums durch den Grundkörper 100 zieht. In diese Öffnung 101.1 wird beim Einsatz des erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs 1 ein Seil 9 eingezogen. Die Innenform ist in des Spitzenabschnitts 101 ist insbesondere so konstruiert, dass eine entsprechende Seilklemme genau hinein passt. Damit wird eine optimale Kraftübertragung gewährleistet.
In einem ersten Aufnahmeschlitz 107a, der sich in Richtung der Längsachse des Grundkörpers 100 auf der Oberseite erstreckt, sind Schneidwerkzeuge 109 aufgenommen. In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich dabei um Rollenschneidmesser 109, die erfindungsgemäß auswechselbar ausgestaltet sind, um sie bei Bedarf ersetzen zu können, beispielsweise weil sie abgenutzt sind oder weil ein anderes Schneidwerkzeug 109 eingesetzt werden soll.
In der Darstellung dieser Ausführungsform ist ein zweiter Aufnahmeschlitz 107b schräg unten dargestellt, in den hier auswechselbare Führungselemente 111 eingesetzt sind. Alternativ können hier weitere Schneidwerkzeuge 109 vorgesehen werden.
Das in 1 dargestellte erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug 1 wird in 2 in einer schematischen perspektivischen Explosions-Darstellung gezeigt. In den konusförmigen Abschnitt 103 sind im Bereich der ersten und zweiten Aufnahmeschlitze 107a, 107b Bohrungen 107.1 eingebracht, welche sich von der Mantelfläche des konusförmigen Abschnitts 103 von der einen Seite der ersten und zweiten Aufnahmeschlitze 107a, 107b durch diese hindurch auf deren andere Seite erstrecken.
In die Bohrungen 107.1 werden Bolzen 107.2 eingesetzt, welche zum Befestigen der Schneidwerkzeuge 109 und der Führungselemente 111 dienen. Im Fall von Rollenschneidmessern 109 dienen die Bolzen 107.2 als Achse, im Fall von Splitmessern 109.1 dienen sie als Arretierung.
Wie der 2 weiter zu entnehmen ist, sind die Führungselemente 111 in dieser Darstellung als Walzenräder 111 ausgeführt, die ebenfalls jeweils einen Bolzen 107.2 als Achse haben.
Um bei den auftretenden großen Kräften ein Herausrutschen der Bolzen 107.2 zu verhindern, werden diese vorzugsweise mit Befestigungselementen 107.3 extra arretiert. In der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei den Befestigungselementen 107.3 um kopflose Inbusschrauben, die durch entsprechende, auf die Bohrungen 107.1 gerichtete Gewindelöcher 107.4 geführt werden. Ganz besonders bevorzugt weisen die Bolzen 107.2 Vertiefungen auf, in welche die Befestigungselemente 107.3 eingreifen können.
3 ist eine schematische Draufsicht auf das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeugs 1 nach der ersten Ausführungsform der Erfindung, um die Lage der Schneidwerkzeuge 109 in dem ersten Aufnahmeschlitz 107a, hier konkret der Rollenschneidmesser 109, zu zeigen. In dieser Ausführungsform haben die drei Rollenschneidmesser 109 unterschiedliche Durchmesser, ansteigend von dem dem Spitzenabschnitt 101 zugewandten Rollenschneidmesser 109 aus.
4 ist eine schematische Seitenansicht des in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs 1, um die Lage des zweiten Aufnahmeschlitzes 107b darzustellen. In Bezug auf den ersten Aufnahmeschlitz 107a ist der zweite Aufnahmeschlitz 107b auf der Mantelfläche des konusförmigen Abschnitt 103 um 120° versetzt angeordnet. Nicht in dieser Darstellung erkennbar ist ein dritter Aufnahmeschlitz, der um weitere 120° versetzt angeordnet ist, so dass das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug 1 an drei über den Umfang gleich verteilten Punkten mit der zu bearbeitenden Leitung L in Kontakt steht. In dem zweiten Aufnahmeschlitz 107b sind Führungselemente 111 in Form von Walzenrädern 111 angeordnet, ebenso in dem nicht dargestellten dritten Aufnahmeschlitz.
Das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug 1 kann aber auch so ausgestaltet sein, dass der zweite Aufnahmeschlitz 107b bezogen auf den ersten Aufnahmeschlitz 107a gegenüber liegend angeordnet ist, so dass zwei Kontaktpunkte mit der zu bearbeitenden Leitung L bestehen.
In 4 sind zwei Querschnittslinien A - A und B - B eingezeichnet, welche in den 5 und 6 dargestellt werden. Zudem sind der zweite Aufnahmeschlitz 107b und der dritte Aufnahmeschlitz weiter zum Spitzenabschnitt 101 hin angeordnet als der erste Aufnahmeschlitz 107a.
5 zeigt die schematische Schnittdarstellung entlang der Linie A - A in 4, wobei das von dem Spitzenabschnitt 101 aus gesehen hinterste Rollenschneidmesser 109 angeschnitten dargestellt ist. In dieser Darstellung sind die Anordnung des Bolzens 107.2 in der Bohrung 107.1 und die Gewindelöcher 107.4 gut zu erkennen. Ferner sind die Führungselemente 111 in Form von Walzenrädern 111 dargestellt.
6 zeigt dann die schematische Schnittdarstellung entlang der Linie B - B in 4, wobei das mittlere Rollenschneidmesser 109 angeschnitten dargestellt ist.
7 stellt schematisch ein erfindungsgemäßes Rohrleitungswerkzeug 1 nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung perspektivisch dar, d.h. mit einem in einen ersten konusförmigen Teilabschnitt 103.1 und einen zweiten konusförmigen Teilabschnitt (103.2) unterteilten konusförmigen Abschnitt 103. Die Darstellung gleicht grundsätzlich der 1, wobei in 7 neben einem vorderen Rollenschneidmesser 109 ein Splitmesser 109.1 in den ersten Aufnahmeschlitz 107a eingesetzt ist. Der ersten Aufnahmeschlitz 107a befindet sich grundsätzlich in dem ersten konusförmigen Teilabschnitt 103.1. In dieser Ausführungsform reicht der erste Aufnahmeschlitz 107a zudem noch in den Spitzenabschnitt 101 hinein.
Das in 7 dargestellte erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug 1 wird in 8 in einer schematischen perspektivischen Explosions-Darstellung gezeigt. Auch diese Darstellung gleicht der entsprechenden ersten Ausführungsform, konkret der 2. Das Rollenschneidmesser 109 wird auch hier auf einen Bolzen 107.2 als Achse aufgezogen und in der Bohrung 107.1 gelagert. Der Bolzen 107.2 wird durch kopflose Inbusschrauben 107.3 in Gewindelöchern 107.4 arretiert. Abweichend von den Rollenschneidmessern 109 wird das Splitmesser 109.1 durch Inbusschrauben 107.5 (mit Kopf), welche in die Bohrung 107.1 eingesetzt werden, befestigt.
Das hier in Bezug auf die zweite Ausführungsform dargestellte Splitmesser 109.1 lässt sich erfindungsgemäß auch in der ersten Ausführungsform anstelle der Rollenschneidmesser 109 einsetzen, wie auch in der vorliegenden zweiten Ausführungsform nur Rollenschneidmesser 109 einsetzen eingesetzt werden kennen.
9 ist eine schematische Draufsicht auf das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeugs 1 nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung, um die Lage der Schneidwerkzeuge 109 in dem ersten Aufnahmeschlitz 107a, hier konkret des Rollenschneidmessers 109 und des Splitmessers 109.1, zu zeigen.
10 ist eine schematische Seitenansicht des in 7 dargestellten erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs 1, um die Lage des zweiten Aufnahmeschlitzes 107b darzustellen. In Bezug auf den ersten Aufnahmeschlitz 107a ist der zweite Aufnahmeschlitz 107b auf der Mantelfläche des konusförmigen Abschnitts 103 um 180° versetzt angeordnet, d.h. gegenüber liegend. In dem zweiten Aufnahmeschlitz 107b ist neben einem vorderen Führungselement 111 in Form eines Walzenrades 111 ebenfalls ein Splitmesser 109.1 in den zweiten Aufnahmeschlitz 107b eingesetzt.
Fest stehende Messer wie das Splitmesser 109.1 ermöglichen aufgrund der Länge dieses Schneidwerkzeugs 109 ein umfassendes Bersten, um eventuell vorhandene Muffen und/oder Reparaturschellen zu zerlegen. Demgegenüber schneidet ein Rollenschneidmesser 109 diese Teile (d.h. Muffen, Reparaturschellen) sauber auf.
Das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug 1 dieser Ausführungsform kann aber auch so ausgestaltet sein, dass neben dem zweiten Aufnahmeschlitz 107b ein dritter Aufnahmeschlitz angeordnet sein kann, wobei die drei Aufnahmeschlitze 107a, 107b auf der Mantelfläche des konusförmigen Abschnitt 103 zueinander um jeweils 120° versetzt angeordnet sind.
In 10 sind zwei Querschnittslinien AA - AA und BB - BB eingezeichnet, welche in den 11 und 12 dargestellt werden.
11 zeigt die schematische Schnittdarstellung entlang der Linie AA - AA in 10, wobei das von dem Spitzenabschnitt 101 aus gesehen vorderste Schneidwerkzeug 109, hier ein Rollenschneidmesser 109, angeschnitten dargestellt ist. In dieser Darstellung sind die Anordnung des Bolzens 107.2 in der Bohrung 107.1 und die Gewindelöcher 107.4 gut zu erkennen.
In 11 sind zwei Detailbereiche D und E eingezeichnet, welche in den 14 und 15 dargestellt werden.
12 zeigt dann die schematische Schnittdarstellung entlang der Linie BB - BB in 10, wobei jeweils das Splitmesser 109.1 angeschnitten dargestellt ist.
In 12 ist ein Detailbereich C eingezeichnet, welcher in 13 dargestellt wird.
13 zeigt den Detailbereich C aus 12. Es wird dargestellt, wie ein festes Messer, hier ein Splitmesser 109.1, im erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeug 1 befestigt wird.
14 zeigt den Detailbereich D aus 11. Es wird dargestellt, wie Führungselemente 111 in Form von Walzenrädern 111 im erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeug 1 befestigt werden.
13 zeigt den Detailbereich E aus 11. Es wird dargestellt, wie Rollenschneidmesser 109 im erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeug 1 befestigt werden.
In 16 wird schließlich eine schematische Übersichtsdarstellung zur Anordnung des erfindungsgemäßen Systems nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt, woran auch das erfindungsgemäße Verfahren erklärt wird. Auf der linken Seite wird ein zweiter Schacht S2 dargestellt, insbesondere ein Standardschacht, von dem aus ein neues Rohr verlegt wird. Hierzu wird in einem ersten Schacht S1, insbesondere ebenfalls ein Standardschacht, ein Schachtrahmen 3 mit Stirnschild 5 angeordnet. Am Rande des ersten Schachts S1 oder darüber ist eine Antriebseinheit 7 positioniert, von der aus ein Seil 9 durch den Schachtrahmen 3 und die zu bearbeitende Leitung L in den zweiten Schaft geführt wird. In der Darstellung der 16 ist das Einziehen des neuen Rohrs mittels des erfindungsgemäßen Rohrleitungswerkzeugs 1 bereits fortgeschritten, neben dem ersten Rohrmodul R1 sind schon weitere Rohrmodule neu eingezogen.
Die erfindungsgemäße Antriebseinheit 7, welche als „PipeLion“ bezeichnet wird, ist vorzugsweise eine Seilzugmachine, welche über ein elektrisches Hydraulikaggregat angetrieben wird. Die dargestellte Ausführungsform weist eine Leistung von 250 bar bei 80 I Ölflussmenge auf und erreicht eine Zugkraft von bis zu 45 Tonnen. Für die Antriebseinheit 7 ist eine voll elektrische Energieversorgung vorgesehen, die 220 V oder 380 Volt Spannung bei einer Stromstärke von 150 Ampere benötigt.
Das Seil 9 wird durch eine Hauptklemme und eine Gegenklemme an Antriebseinheit 7 selbst geführt. Die Hauptklemme klemmt zunächst das Seil 9, welches in einer speziellen Ausführungsform Kunststoffkern hat, um einer Deformierung des Seils entgegen zu wirken, ein reines Stahlseil würde binnen kürzester Zeit seine Form verlieren. Wenn sich die Gegenklemme löst, wird einen Zylinderhub lang gezogen. Fährt der Zylinder wieder ein, löst sich die Hauptklemme und die Gegenklemme hält die Spannung durch Klemmen aufrecht, bis der Zylinder wieder einen Hub macht. Dies ist dann ein kontinuierlicher Prozess bis die ganze Länge der zu bearbeitenden Leitung L erneuert ist. Bei einem Schacht-zu-Schacht-Einsatz wird das Seil 9 zusätzlich durch Umlenkrollen am Schachtrahmen 3 geführt, um keine Kräfte zu verlieren.
Nachfolgend wir eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens (Schacht-zu-Schacht-Berstvariante) in 20 Schritten beschrieben und dabei auf die in 16 dargestellten Elemente Bezug genommen.

1. Anfahrt mit einem Anhänger oder einem kleinen LKW mit Kran. Das erfindungsgemäße System aus Schachtrahmen 3 mit Stirnschild 5 und Antriebseinheit 7sollte zu sehen oder zumindest zu erahnen sein.
2. Den Deckel des ersten Schachts S1 öffnen und den Schachtrahmen 3 an einem Schlupf runterlassen. Eine Person steigt in den ersten Schacht S1 hinunter und macht eine Kernbohrung, die 20 % größer als das neu einzuziehende Rohr sein sollte.
3. Ein Stirnschild 5 in Form einer gebogenen Stahlplatte wird in den ersten Schacht S1 befördert, an der Wandung des ersten Schachts S1 angebracht und mit dem Schachtrahmen 3 verbunden. Dies verhindert das Zerstören des Betons des ersten Schachts, indem die Kräfte über eine größere Fläche verteilt werden (ca. ½ Schacht).
4. Antriebseinheit 7 abladen und über die Öffnung des ersten Schachts S1 stellen.
5. Seil 9 (bevorzugt 1" Stahlseil) von der Trommel abwickeln (nur so viel wie gerade nötig), durch die Antriebseinheit 7 fädeln und anschließend durch zwei Umlenkrollen am Schachtrahmen 3 fädeln.
6. Seil 9 in die zu bearbeitenden Leitung L einführen und durch diese zu bearbeitende Leitung bis zum nächsten Schacht, d.h. dem zweiten Schacht S2 führen.
7. Verlängerungen des Schachtrahmens 3 ablassen und montieren, bis der Schachtrahmen 3 sauber im ersten Schacht 3 sitzt.
8. Zwei Stahlstützen am Schachtrahmen 3 in vorgesehene Hülsen setzen, dann kann die Person wieder aus dem ersten Schacht S1 kommen.
9. Die Stützen mit dem Boden der Antriebseinheit 7 durch die dafür vorgebohrten Löcher (zwei pro Stütze und Seite) verschrauben.
10. Im zweiten Schacht S2, wo nun das Ende des Seils liegt, zuerst das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug 1 über das Seil 9 fädeln und anschließend eine Seilkupplung. Danach das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug 1 über die Seilkupplung führen bis es „einrastet“.
11. Das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug 1 durch sachtes Ziehen am Seil 9 zentrisch in die zu bearbeitenden Leitung L einführen.
12. Im Anschluss daran das erste Rohrmodul R1 in das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug 1 schrauben.
13. Nun startet der Berstprozess, bei dem da die zu bearbeitenden Leitung L zerstört, d.h. geschnitten / geborsten wird.
14. Sobald beispielsweise 50 cm Vortrieb in der zu bearbeitenden Leitung L gemacht worden sind, wird das nächste Rohrmodul durch eine Person angeschraubt. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die zu bearbeitenden Leitung L über die ganze Strecke erneuert ist.
15. Sobald das neue Rohr im ersten Schacht S1 angekommen ist, werden die Stützen von der Antriebseinheit 7 abmontiert und diese ein wenig zur Seite gestellt, damit eine Person in den ersten Schacht S1 steigen kann.
16. Das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug 1 wird vom neuen Rohr abgeschraubt.
17. Die Verlängerungen für den Schachtrahmen 3 und das Stirnschild 5 werden ausgebaut. Beides wird vom Kran des Fahrzeuges heraufgezogen.
18. Anschließend hängt die Person im ersten Schacht S1 den Schachtrahmen 3 inkl. erfindungsgemäßem Rohrleitungswerkzeug 1 und Seilklemme an den Kran und steigt wieder aus dem ersten Schacht S1 heraus.
19. Dann wird der Schachtrahmen 3 mit allem weiteren Teilen hochgezogen.
20. Zum Schluss werden das erfindungsgemäße Rohrleitungswerkzeug 1 und die Seilklemme abmontieren, das Seil 9 aufgewickelt und wieder auf dem LKW oder Anhänger verstaut.

Die zu bearbeitende Leitung L kann erfindungsgemäß eine Vielzahl an Materialien umfassen, beispielsweise Eisenguss (Grauguss), duktiles Gusseisen (Kugelgraphitguss), Asbestzement, Polyvinylchlorid (PVC), Beton, verkupfertes Stahlrohr, Blei oder Kupfer. Erfindungsgemäß können Durchmesser von 12,5 mm bis 500 mm bearbeitet werden.
Vorzugsweise werden als neue Rohre solche aus hochdichtem Polyethylen (HDPE), Polyvinylchlorid (PVC), duktilem Gusseisen, faserverstärktem Beton oder Polypropylen (PP) eingezogen.

An einem Beispiel werden die Vorteile der vorliegenden Erfindung deutlich, konkret ein Kanalisationsersatz mit einer Länge von ca. 100 m in einer Tiefe von ca. 2 m und einem Leitungsdurchmesser von ca. 25 cm.

	offene Bauweise	herkömmliches Bersten	erfindungsgemäßes Verfahren
Mobilisierungsdauer / Tage	1	0,5	0,5
Aushub	gesamte Länge (ca. 400 m³)	Eingangsgrube, Ausgangsgrube (ca. 60 m³)	kein Aushub nötig
Zeit zum Verbinden der Rohrmodule	45 min / Verbindung	30 min / Verbindung	nahezu 0 min / Verbindung
Aushubzeit / Tage	3	0,5	0
Austauschlänge pro Tag	ca. 30 m	ca. 60 m	ca. 60 m
Arbeitstage Austausch / Tage	3	1,5	1,5
Demobil isierungsdauer / Tage	1	0,5	0,5
Projektdauer / Tage	8	3,5	2,5
Kostenersparnis	0 %	50%	65 %

Die allgemeinen Vorteile der vorliegenden Erfindung sind eine minimale Beeinträchtigung der bestehenden Infrastruktur, die Möglichkeit der Vergrößerung der Rohrgröße auf dem gleichen Weg wie das Originalrohr, Kostenvorteile je nach Projektbedingungen, schnellere Installation als bei offenem Schnitt, minimale Entwässerung bei Nässe erforderlich und Minimierung der sozialen Kosten wie Verkehrsumleitungen.
Die speziellen Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen in minimalem logistischem Aufwand, einem sehr kleinen Team von zwei Personen, den fehlenden Aushubkosten und dem Fehlen von Infrastrukturreparaturen (z.B. andere Straßenleitungen, Gehwege etc.).
Bezugszeichenliste

1: Rohrleitungswerkzeug
100: Grundkörper
101: Spitzenabschnitt
101.1: Öffnung
103: konusförmiger Abschnitt
103.1: erster konusförmiger Teilabschnitt
103.2: zweiter konusförmiger Teilabschnitt
105: zylindrischer Abschnitt
107a: erster Aufnahmeschlitz
107b: zweiter Aufnahmeschlitz
107.1: Bohrung
107.2: Bolzen
107.3: Befestigungselement
107.4: Gewindeloch
107.5: Inbusschrauben (mit Kopf)
109: Schneidwerkzeug
109.1: Splitmesser
111: Führungselement
3: Schachtrahmen
5: Stirnschild
7: Antriebseinheit
9: Seil
A - A: Schnittachse
AA - AA: Schnittachse
B - B: Schnittachse
BB - BB: Schnittachse
C, D, E: Detailansichten
L: zu bearbeitende Leitung
R1: erstes Rohrmodul
S1: erster Schacht
S2: zweiter Schacht
α: Winkel
α1: Winkel
α2: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016006251 A1 [0003]
DE 102011000738 B3 [0004]

Claims

Rohrleitungswerkzeug (1) mit einem Grundkörper (100), umfassend - einen Spitzenabschnitt (101), - einen an den Spitzenabschnitt (101) anschließenden konusförmigen Abschnitt (103), - einen an den konusförmigen Abschnitt (103) anschließenden zylindrischen Abschnitt (105), - zumindest einen ersten Aufnahmeschlitz (107a), der in dem konusförmigen Abschnitt (103) ausgebildet ist, und - zumindest ein auswechselbares Schneidwerkzeug (109), das in dem zumindest einen Aufnahmeschlitz (107) aufgenommen ist, wobei das Schneidwerkzeug (109) aus der Mantelfläche konusförmigen Abschnitts (103) herausragt.
Rohrleitungswerkzeug (1) nach Anspruch 1, wobei der Winkel α des konusförmigen Abschnitts (103) gegenüber der Längsachse des Grundkörpers (100) 8° bis 12°, bevorzugt 9° bis 11° beträgt.
Rohrleitungswerkzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Länge des Grundkörpers (100) 35 cm bis 60 cm beträgt.
Rohrleitungswerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zumindest ein zweiter Aufnahmeschlitz (107b) in dem konusförmigen Abschnitt (103) ausgebildet ist, wobei in dem zweiten Aufnahmeschlitz (107b) zumindest ein auswechselbares Schneidwerkzeug (109) und/oder zumindest ein auswechselbares Führungselement (111) aufgenommen ist.
Rohrleitungswerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der konusförmige Abschnitt (103) aus einem ersten konusförmigen Teilabschnitt (103.1) und einem zweiten konusförmigen Teilabschnitt (103.2) gebildet ist, wobei der Winkel α1 des ersten konusförmigen Teilabschnitts (103.1) gegenüber der Längsachse des Grundkörpers (100) größer ist als der Winkel α2 des zweiten konusförmigen Teilabschnitts (103.2) gegenüber der Längsachse des Grundkörpers (100).
System zum grabenlosen Verlegen von Rohren, umfassend - das Rohrleitungswerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, - einen Schachtrahmen (3), - ein mit dem Schachtrahmen (3) verbindbares Stirnschild (5), - eine Antriebseinheit (7) und - ein mit der Antriebseinheit (7) verbundenes und mit dieser bewegbares Seil (9), an dessen freiem Ende eine Seilkupplung (11) vorgesehen ist, wobei das Seil (9) durch den Schachtrahmen (3) führbar ist und wobei die Seilkupplung (11) mit dem Rohrleitungswerkzeug (1) verbindbar ist.
Verfahren zum grabenlosen Verlegen von Rohren umfassend die Schritte a) Einbringen eines Schachtrahmens (3) in einen ersten Schacht (S1), b) Einbringen eines Stirnschilds (5) in den ersten Schacht (S1), Anbringen des Stirnschilds (5) an der Wandung des ersten Schachts (S1) und Verbinden des Stirnschilds (5) mit dem Schachtrahmen (3), c) Bereitstellen einer Antriebseinheit (7) an dem ersten Schacht (S1), wobei mit der Antriebseinheit (7) ein mit dieser bewegbares Seil (9) verbunden ist, d) Durchführen des Seils (9) von der Antriebseinheit (7) durch den Schachtrahmen (3) und durch eine zu bearbeitende Leitung (L) bis zu einem beabstandet von dem ersten Schacht (S1) angeordneten zweiten Schacht (S2), e) Durchführen des Seils (9) durch das Rohrleitungswerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 von dessen Spitzenabschnitt (101) her, f) Montieren einer Seilkupplung am freien Ende des Seils (9) und Verbinden der Seilkupplung mit dem Rohrleitungswerkzeug (1), g) Ausrichten des Rohrleitungswerkzeugs (1) in der Öffnung der zu bearbeitenden Leitung (L), h) Anbringen eines ersten Rohrmoduls (R1) am zylindrischen Anschnitt (105) des Rohrleitungswerkzeugs (1), i) Anziehen des Rohrleitungswerkzeugs (1) über das damit verbundene Seil (9) mittels der Antriebseinheit (7) sowie Einziehen des Rohrleitungswerkzeugs (1) in die zu bearbeitende Leitung (L) und damit j) Verlegen eines neuen Rohrs in oder anstelle der zu bearbeitenden Leitung (L).
Verfahren nach Anspruch 7, wobei zwischen den Schritten a) und b) an dem Austritt der zu bearbeitenden Leitung (L) in dem ersten Schacht (S1) eine Kernbohrung vorgenommen wird, deren Durchmesser 15% bis 25% größer ist als der Durchmesser des neu zu verlegenden Rohrs.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei in Schritt i) das Rohrleitungswerkzeug (1) um die Länge des ersten Rohrmoduls (R1) in die zu bearbeitende Leitung (L) eingezogen und dann ein zweites Rohrmodul an das Ende des ersten Rohrmoduls (R1) angebracht wird, wobei dieser Vorgang so lange wiederholt wird, bis das neu zu verlegende Rohr den ersten Schacht (S1) erreicht hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei in Schritt i) das zumindest eine auswechselbare Schneidwerkzeug (109) des Rohrleitungswerkzeugs (1) die zu bearbeitende Leitung (L) schneidet und/oder spaltet und/oder birst, wonach der konusförmige Abschnitt (103) des Rohrleitungswerkzeugs (1) die Durchgangsöffnung so erweitert, dass das erste Rohrmodul (R1) an dem zylindrischen Anschnitt (105) des Rohrleitungswerkzeugs (1) und alle weiteren Rohrmodule in die erweiterte Durchgangsöffnung gezogen werden.