DE3914736A1 - Verfahren und vorrichtung zum automatischen verlegen von rohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum automatischen Verlegen von dichtend miteinander zu verbindenden Rohren, insbesondere Beton- und Steinzeugrohren. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei dem Verlegen von dichtend miteinander zu verbindenden Rohren, insbesondere Beton- und Steinzeugrohren, z. B. für Abwasserleitungen, wird derzeit so verfahren, daß zunächst ein Graben der erforderlichen Tiefe ausgehoben und erfor­ derlichenfalls durch einen Grabenverbau gesichert wird. Anschließend werden in diesen Graben nacheinander die einzelnen Rohre eingesetzt, wobei jeweils das Spitzende eines Rohres in die Muffe des zuvor verlegten Rohres dichtend eingeführt wird. Anschließend erfolgt das Ausfüllen des Grabens und das Verdichten des Verfüllmaterials. Sofern ein Grabenverbau verwendet wurde, ist dieser noch zu ziehen.

Dieses Vorgehen ist sehr zeit- und arbeitsaufwendig. Es führt dazu, daß über eine lange Zeit eine beträchtliche Grabenlänge offengehalten werden muß und somit gegebenenfalls eine Sperre oder Behinderung zum Beispiel im Straßenverkehr darstellt.

Es ist zudem auf dem Gebiet des landwirtschaftlichen Drainagebaus bekannt, vorgefertigte schlauchförmige Drainageleitungen aus Kunststoff in Tiefen bis zu 2,40 Meter in zunehmendem Maße automatisiert zu verlegen. Dabei werden mit kettenförmigen Zugmaschinen schlitzerstellende Geräte durch den Boden gezogen, bei denen es sich um Fräsmaschinen handeln kann. In den dadurch erzeugten Graben wird eine flexible Drainageleitung eingelegt, die automatisch entsprechend der Fahrgeschwindigkeit der Zugmaschine von großen Kabeltrommeln abrollt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die es ermöglichen, dichtend miteinander zu verbindende Rohre, z. B. für Abwasserleitungen, ebenfalls weitgehend automatisiert zu verlegen und damit den erforderlichen Zeit- und Arbeitsaufwand sowie die Größe der freizuhaltenden Baustelle erheblich zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst mittels einer selbstfahrenden Fräseinrichtung ein Graben in den Boden gefräst wird, daß gleichzeitig die einzelnen Rohre aufeinanderfolgend in eine definierte Höhenlage über dem Grund des Grabens abgesenkt, in die Muffe des jeweils zuvor verlegten Rohres eingesteckt, mit einem Füllmaterial umhüllt und anschließend entgegen der Weiterfahrt der Fräseinrichtung bis zum Einsetzen des folgenden Rohres ortsfest in dieser eingesteckten Position zurückgehalten werden.

Das Verlegen der Rohre erfolgt dabei im wesentlichen während der fortschreitenden Bewegung der Fräseinrichtung. Lediglich zum Einsetzen des einen Rohres in das andere kann es zweckmäßig sein, die Fräseinrichtung anzuhalten. Die Fahrt der Fräseinrichtung kann aber zumindest dann sogleich wieder aufgenommen werden, wenn eine dichtende Verbindung zwischen den zwei letzten Rohren hergestellt worden ist. Das zuletzt verlegte Rohr wird so lange entgegen der Fahrt der Fräseinrichtung zurückgehalten und damit in seiner dichtenden Verbindung zu dem zuvor verlegten Rohr fixiert, bis ein weiteres Rohr entsprechend an die Leitung angesetzt wird. Füllmaterial, vorzugsweise selbstverdichtendes Füllmaterial, wird zur Umhüllung der Rohre eingebracht, um insbesondere den Ringraum zu schließen, der sich aus dem Außendurchmesser im Muffenbereich einerseits und dem Außendurchmesser im übrigen Rohr ergibt.

Nach dem Verlegen des jeweils zuletzt verlegten Rohres kann somit sogleich die Rückfüllung mit der gegebenenfalls erforderlichen Verdichtung erfolgen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner so ausgeführt werden, daß eine Rückfüllung des Grabens durch unmittelbare Rückführung des ausgefrästen Materials in den Grabenteil erfolgt, in dem die Rohre zuletzt verlegt worden sind. Somit kann der tatsächliche Arbeitsraum für das Verlegen der Rohre auf eine Länge von bis zu etwa 12 Metern verkürzt werden, wodurch Behinderungen und Sperrungen entsprechend reduziert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner so ausgeführt werden, daß die Höhenlage der Rohre beim Verlegen überwacht wird. Durch diese Überwachung kann der Rohrleitung jeweils die gewünschte Höhenlage und Neigung gegeben werden.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird ferner eine Vorrichtung vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, daß an die Fräseinheit ein den Abmessungen des gefrästen Grabens angepaßter Verbaukorb angehängt ist, der einen Boden, einen hinteren Rohrauslaß und eine untere Schneide aufweist sowie mit einer Höhensteuerung verbunden ist, und daß in dem Verbaukorb eine relativ zu diesem hin und her bewegliche, mit einem Antrieb gekoppelte Rückhaltevorrichtung angeordnet ist.

Die Fräskette der Fräseinheit sowie die untere Schneide des Verbaukorbes werden gemeinsam höhengesteuert, um dem Grund des Grabens und damit dem Boden des Verbaukorbes die gewünschte Höhenlage und Neigung zu geben. Die Höhensteuerung kann dabei durch einen Rotationslaser erfolgen, mit dem ein Sensor an der Fräseinheit bzw. am Verbaukorb zusammenarbeitet.

Die Rückhaltevorrichtung dient dazu, das jeweils zu verlegende Rohr mit seinem Spitzende voran in die Muffe des zuvor verlegten Rohres einzuschieben. Die Rückhaltevorrichtung dient ferner dazu, das zuletzt verlegte Rohr bei Weiterfahrt der Fräseinheit in dieser Position zurückzuhalten, also ein Mitnehmen in Richtung der Bewegung der Fräseinheit auszuschließen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß die Fräseinheit mit einem Hebezeug zum Absenken der Rohre auf den Boden des Verbaukorbes versehen ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß die Rückhaltevorrichtung aus zwei geschlossenen parallelen Seilzügen gebildet ist, zwischen denen jeweils ein Rohr zu liegen kommt und die ein Rückhalteelement tragen, das an dem in Fahrtrichtung der Fräseinheit vorn liegenden Ende des jeweils zu verlegenden Rohres angreift. Auf diese Weise kann ein Rohr relativ zum Boden des Verbaukorbes in Richtung auf das zuletzt verlegte Rohr verschoben und mit seinem Spitzende voran in dessen Muffe eingeschoben werden. Es kann aber auch eine Rückhaltekraft auf das zuletzt verlegte Rohr ausgeübt werden, um es entgegen der Bewegung der Fräseinrichtung bei Weiterfahrt in dichtender Verbindung mit dem zuvor verlegten Rohr zu halten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß der Antrieb der Rückhaltevorrichtung von zwei Kolben-Zylinder-Einheiten gebildet ist.

Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet sein, daß die Fräseinheit mit einer Vorrichtung zur Rückführung des ausgefrästen Bodens in den Bereich der verlegten Rohre versehen ist. Auf diese Weise kann über Förderbänder, Schnecken, Rutschen oder dergleichen eine Rückfüllung des Grabens erfolgen.

Im folgenden Teil der Beschreibung werden anhand einer Ausführungsform Verfahren und Vorrichtung nach der Erfindung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbaukorbes, wobei ein verlegtes Rohr den Boden des Verbaukorbes bereits verlassen hat und ein weiteres Rohr abgesenkt wird,

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, die ein Rohr auf dem Boden des Verbaukorbes liegend zeigt, dessen Spitzende bereits in die Muffe des zuvor verlegten Rohres eingesteckt ist, und

Fig. 4 eine Darstellung des Verbaukorbes nach Fig. 3, wobei sich der Verbaukorb relativ zu den Rohren in Fahrtrichtung der Fräseinheit weiterbewegt hat.

In Fig. 1 ist eine Fräseinrichtung dargestellt, die eine kettengetriebene Zugmaschine 1 hat, die mit einer Fräseinheit 2 versehen ist, an die ein Verbaukorb 3 angehängt ist. Die Fräseinheit 2 erzeugt in bekannter Weise einen Graben, und der Verbaukorb 3 ist in seinem Querschnitt dem des Grabens angepaßt.

Der Verbaukorb 3 hat eine Stirnwand 4, Seitenwände 5 und einen Boden 6. Das der Stirnwand 4 gegenüberliegende Ende des Verbaukorbes ist als Rohrauslaß im wesentlichen offen. In Fahrtrichtung der Zugmaschine 1 ist vor dem Boden 6 eine untere Schneide 7 vorgesehen, die höheneinstellbar ist und dazu dient, die Höhenlage und Neigung des Grundes des Grabens genau zu bestimmen. Eine entsprechende Steuerung erfolgt über einen nicht dargestellten Lasersensor, der mit einem Rotationslaser zusammenarbeiten kann.

In dem Verbaukorb 3 sind über Umlenkrollen zwei parallele Seilzüge 8 angeordnet, deren Seile mittels zweier Kolben- Zylinder-Einheiten 9 a, 9 b vorwärts und rückwärts bewegt werden können. Die Seilzüge 8 verlaufen über untere Umlenkrollen 10, die gleichen Abstand vom Boden 6 des Verbaukorbes 3 haben. In dem Bereich zwischen den Umlenkrollen 10 tragen die beiden Seile der Seilzüge 8 ein balkenförmiges Rückhalteelement 11 und bilden damit eine Rückhaltevorrichtung.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nach dem Verlegen eines ersten Rohres 12 der Verbaukorb 3 von der Zugmaschine 1 so weit vorwärts bewegt, bis vor dem Rohr 12 im Verbaukorb 3 Platz ist für ein weiteres Rohr 13. Dieses Rohr 13 wird mittels eines Hebezeugs 14 in den Verbaukorb 3 abgesenkt, wobei die Muffe 15 dieses Rohres 13 in die durch den Pfeil 16 angezeigte Fahrtrichtung weist. Das Rohr 13 kommt dabei zwischen den Seilen der beiden Seilzüge 8 zu liegen, wobei das Rückhalteelement 11 in Fahrtrichtung vor der Muffe 15 liegt. Die Zugmaschine 1 kann nun angehalten werden. Mittels der Kolben-Zylinder-Einheiten 9 a, 9 b werden die Seilzüge 8 nach den Fig. 2 bis 4 im Uhrzeigersinn bewegt, so daß das Rückhalteelement 11 an der Muffe 15 des Rohres 13 angreift und dessen Spitzende 17 in die Muffe 18 des Rohres 12 dichtend einführt. Es ergibt sich dann die in Fig. 3 dargestellte Position.

Bei Weiterfahrt der Zugmaschine 1 üben die Seilzüge 8 über das Rückhalteelement 11 eine Rückhaltekraft auf das Rohr 13 aus. Somit wird bewirkt, daß das Rohr 13 in seiner dichten Verbindung zum Rohr 12 gehalten wird und somit vom Boden 6 des Verbaukorbes 3 nach hinten abgleitet. Der sich dabei unter dem Rohr 13 bildende Raum 19 wird mit einem vorzugsweise selbstverdichtenden körnigen Material gefüllt. Das Rohr 13 gelangt schließlich in die Position zum Verbaukorb 3, die in Fig. 2 das Rohr 12 eingenommen hat. Der beschriebene Vorgang kann nun erneut einsetzen.

Claims (8)

1. Verfahren zum automatischen Verlegen von dichtend miteinander zu verbindenden Rohren, insbesondere Beton- und Steinzeugrohren, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst mittels einer selbstfahrenden Fräseinrichtung ein Graben in den Boden gefräst wird, daß gleichzeitig die einzelnen Rohre aufeinanderfolgend in eine definierte Höhenlage über dem Grund des Grabens abgesenkt, in die Muffe des jeweils zuvor verlegten Rohres eingesteckt, mit einem Füllmaterial umhüllt und anschließend entgegen der Weiterfahrt der Fräseinrichtung bis zum Einsetzen des folgenden Rohres ortsfest in dieser eingesteckten Position zurückgehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückfüllung des Grabens durch unmittelbare Rückführung des ausgefrästen Materials in den Grabenteil erfolgt, in dem die Rohre zuletzt verlegt worden sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenlage der Rohre beim Verlegen überwacht wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer selbstfahrenden Fräseinheit, dadurch gekennzeichnet, daß an die Fräseinheit (2) ein den Abmessungen des gefrästen Grabens angepaßter Verbaukorb (3) angehängt ist, der einen Boden (6), einen hinteren Rohrauslaß und eine untere Schneide (7) aufweist sowie mit einer Höhensteuerung verbunden ist, und daß in dem Verbaukorb (3) eine relativ zu diesem hin und her bewegliche, mit einem Antrieb (9 a, 9 b) gekoppelte Rückhaltevorrichtung (8, 11) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräseinheit (2) mit einem Hebezeug (14) zum Absenken der Rohre (12, 13) auf den Boden (6) des Verbaukorbes (3) versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhaltevorrichtung aus zwei geschlossenen parallelen Seilzügen (8) gebildet ist, zwischen denen jeweils ein Rohr (12, 13) zu liegen kommt und die ein Rückhalteelement (11) tragen, das an dem in Fahrtrichtung der Fräseinheit (2) vorn liegenden Ende des jeweils zu verlegenden Rohres (13) angreift.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Rückhaltevorrichtung (8, 11) von zwei Kolben-Zylinder-Einheiten (9 a, 9 b) gebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräseinheit (2) mit einer Vorrichtung zur Rückführung des ausgefrästen Bodens (6) in den Bereich der verlegten Rohre (12) versehen ist.