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Vorrichtung zum Vortreiben eines Rohres in Lockergestein Gegenstand
vorliegender Erfindung ist eine Vorrichtung zum Vortreiben eines Rohres in Lockergestein,
die mindestens eine Presse und eine Kupplung zur Verbindung der Presse mit dem vorzutreibenden
Rohr aufweist.
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Beim Vortreiben von Rohren in Lockergesteinen kann man auf einmal
immer nur eine 'Rohrlänge vortreiben, die dem Hub der Presse entspricht. Nachher
muß man die Presse wiederum in ihre Ausgangslage zurückbringen, um erneut um eine
Hublänge die Presse vorzutreiben. Die bisher bekannten Kupplungen zur Verbindung
der Presse mit dem vorzutreibenden Rohr mußten von Hand am Rohr befestigt und von
diesem wieder gelöst werden. Solche Kupplungen waren z. B. als Schellen ausgebildet,
die auf dem Rohr festgeschraubt wurden. Dieses Festschrauben und Lösen der Kupplung
war sehr zeitraubend. Die erfindungsgemäße Vorrichtung behebt diese Nachteile. Sie
ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung als auf das Rohr aufzusetzender Klemmkopf
ausgebildet ist, der zwei Teile aufweist, von denen der eine gegenüber dem andern
axial verschiebbar ist, und daß die beiden Teile zwischen sich einen oder mehrere
Übertragungskörper, wie z. B. Kugeln oder Keile, einschließen, die bei axialer Verschiebung
des einen Teils mittels der Presse in der einen Richtung von diesem Teil Radialkräfte
aufnehmen und diese auf den andern Teil übertragen; so daß der eine der beiden Klemmkopfteile
selbsttätig an das vorzutreibende Rohr angepreßt wird.
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Die Zeichnung zeigt zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes.
Darin ist Fig. i eine Ansicht des Klemmkopfes gemäß der ersten Ausführungsform,
in axialer Richtung des vorzutreibenden Rohres gesehen; und
Fig.
2 ein Schnitt nach der Linie 11-II der Fig. i ; Fig. 3 ist ein Grundriß der Vorrichtung,
aufgestellt in einem Schacht, von welchem aus ein oder mehrere Rohre vorzutreiben
sind; ' Fig. 4 ist eine Ansicht des Klemmkopfes gemäß der zweiten Ausführungsform,
in Axialrichtung des vorzutreibenden Rohres gesehen, und Fig. 5 ist ein Schnitt
nach der Linie V-V der Fig: 4. In Fig. 3 handelt es sich darum, vom Innern eines
Schachtes i aus . ein Rohr 2 horizontal im Lockergestein 3 vorzutreiben. Die Vorrichtung,
die für dieses Vortreiben verwendet wird, hat zwei auf einem Rahmen 4 montierte
Pressen 5' mit Kolben 6. Der Rahmen 4 ist mittels der Widerlager 7 an seinen beiden
Enden gegenüber dem Schacht i in dessen radialer Richtung abgestützt. Das Rohr 2
ist mittels eines Klemmkopfes 8 mit den Kolben 6 der Pressen 5 verbunden, welcher
gemäß Fig: i und 2 folgendermaßen ausgebildet ist Der Klemmkopf hat einen U-förmigen
Teil 9, dessen Schenkel io nach innen verlaufende Vorsprünge ii haben. Fest mit
diesen Vorsprüngen sind, beispielsweise mittels nicht dargestellter Schwalbenschwänze,
Laufbahnen 12 mit Laufrillen 13 verbunden. Der Teil 9 hat im weiteren zwei T-förmige
Nuten 14, die in entsprechenden Führungen des Rahmens 4 laufen. DerTeilg ist also
auf dem Rahmen4inaxialerRichtung des vorzutreibenden Rohres verschiebbar. Die verdünnten
Enden 15 der Kolben 6 (Fig. 3) gehen durch Bohrungen 16 des Teiles 9 hindurch und
sind mit dem Teil 9 durch Radialkeile 17 fest gekuppelt. In seinem Innern hat der
Teil 9 eine runde Auflagefläche 18 für das vorzutreibende Rohr 2. Im Innern des
U-förmigen Teils 9 ist ein Teil icj untergebracht, der gleichfalls eine runde Auflagefläche
2o für das Rohr 2 hat. Der Teil i9 hat Laufbahnen 21 mit Laufrillen 22, die den
Laufbahnen 12 bzw. den Rillen 13 des Teils 9 gegenüberliegen. Wie insbesondere Fig.
2 zeigt, sind die die Rillen 13 und 22 aufweisenden Flächen 23 und 24 der Laufbahnen
12 und 21 zueinander parallel und zur Axialrichtung des Klemmkopfes bzw. des Rohres
2 geneigt. Die beiden Flächen 23 und 24 schließen einen Raum ein, in dem Kugeln
25 untergebracht sind, die in den Rillen 13 und 22 laufen. Damit die Kugeln 25 nicht
aus dem Klemmkopf herausfallen können, sind am Teil 9 und am Teil i9 nicht dargestellte
Mittel vorgesehen, die die Kugeln 25 im obengenannten Raum zurückhalten.
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Der in Fig. Z und 2 dargestellte Klemmkopf arbeitet beim Vortreiben
des Rohres 2 wie folgt: Gibt man auf die beiden Pressen 5 Druck, so daß sich die
Kolben 6 nach außen, d. h. in Richtung des Vortreibens des Rohres 2 (Pfeil A) bewegen,
so nehmen sie auch den fest mit ihnen gekuppelten U-förmigen Teil 9 des Klemmkopfes
mit. Der Teil 9 bewegt sich vorerst relativ zum Teil 19 in axialer Richtung nach
rechts in Fig.2. Durch diese Relativbewegung wird die Breite B des die Kugeln 25
enthaltenden Raumes verkleinert, und .die Kugeln drücken in zum Rohr 2 radialer
Richtung auf den Teil i9, wodurch dieser an das Rohr 2 angepreßt wird, so daß die
Auflageflächen 18 und 20 der Teile 9 und i9 das Rohr 2 festklemmen. Dabei erfahren
die Kugeln eine elastische Zusammendrückung und die Teile 9 und ig elastische Eindrücke.
Bei der weiteren Vorwärtsbewegung der Kolben 6 der Pressen 5 werden nunmehr der
ganze Klemmkopf und das Rohr mitgenommen. Die Klemmwirkung des Klemmkopfes ist um
so größer, j e größer der Vortriebsdruck der Pressen 5 ist. Das Rohr 2 kann nun
um eine Länge vorgetrieben werden, die dem Hub der Kolben 6 der Pressen 5 entspricht.
Fig. 3 zeigt eine Zwischenstellung des Klemmkopfes und der Kolben 6. Es ist zwecks
Ableitung des vor dem Piloten am äußersten Ende des vorzutreibenden Rohres liegenden
Lockergesteins notwendig, den Vorschub innerhalb eines ganzen Kolbenhubes ein oder
mehrere Male zu unterbrechen und das Rohr um weniges zurückzuziehen. Das geschieht,
indem man auf die Pressen einen Druck in entgegengesetzter Richtung gibt. Es ist
dann möglich, das vor dem Piloten aufgestaute Lockergestein auszuspülen. Während
dieser Rück= bewegung nun geht der Klemmkopf mit dem Rohr zurück, ohne daß dabei
die radiale Druckwirkung der Kugeln 25 aufgehoben wird. Die elastische Wirkung der
zusammengedrückten Kugeln oder die Haftwirkung der Teile 9 und i9 genügt, daß das
Rohr unter der Wirkung eines Druckes der Pressen in entgegengesetzter Richtung des
Pfeils A eine beliebige Strecke zurückgezogen werden kann, ohne daß der Klemmkopf
sich löst, sofern die Haftreibung der Rohre im Lockergestein nicht größer ist als
die auf die Rohre aufgebrachte Stoßkraft.
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Ist man nun mit dem Vortreiben am Hubende der Kolben 6 angekommen,
so braucht man nicht etwa den Klemmkopf von Hand zu lösen, um ihn wieder zurück
in die den zurückgezogenen Kolben entsprechende Stellung zu bringen, sondern man
hält den Teil i9 dadurch fest, daß man ihn gegen einen festen Punkt im Schacht abstützt
und gibt hierauf einfach auf die Pressen einen Druck in entgegengesetzter Richtung
des Pfeils A. Dann führt der Teil 9, der mit den Kolben 6 gekuppelt ist, gegenüber
dem Teil i9 eine Axialbewegung in entgegengesetzter Richtung des Pfeils A, also
nach links in Fig. 2 aus, die Breite des Raumes B wird sich wiederum vergrößern,
und der Radialdruck der Kugeln 25 auf den Teil i9 und ihre elastische Zusammendrückung
werden aufgehoben.
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Die Klemmkupplung klemmt sich also beim Vorwärtspressen auf dem Rohr
automatisch fest, löst sich aber selbsttätig beim Rückwärtspressen nur, wenn der
Teil i9 auf einem stationären Teil abgestützt wird. Da nicht dargestellte Mittel
vorgesehen sind, die ein vollständiges Abziehen des Teils 9 vom Teil i9 unmöglich
machen, so wird die ganze nunmehr gelöste Kupplung nach Entfernen des Stützeisens
längs des Rohres gleitend durch die Kolben 6 in die Ausgangsstellung für einen neuen
Preßhub zurückgezogen.
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Treibt man mit der Vorrichtung der Fig. i und 2 vollwandige Bohrrohre
vor, die man nach dem Verlegen von gelochten Filterrohren wieder zurückziehen muß,
so hat man für dieses Zurückziehen nur den Klemmkopf um 18o° zu drehen, so daß die
linke Seite der Fig. 2 auf die rechte Seite zu liegen kommt. Bei diesem Zurückziehen
der Bohrrohre geht man entsprechend vor wie beim Vortreiben.
Im
Beispiel der Fig. 4 und 5 sind die Teile 9 und i9 des Klemmkopfes 8 entsprechend
ausgebildet wie in Fig. i. Nur treten dort an Stelle der Kugeln 25 Keile 26, die
an einer zur Achse des Kopfes parallelen Fläche 31 des Teils 9 und an einer zur
Achse des Kopfes geneigten Fläche 32 des Teils i9 anliegen: Die Arbeitsweise der
Vorrichtung bei Verwendung dieser Keile 26 ist genau die gleiche wie bei Verwendung
der Kugeln 25.
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Auch im Beispiel der Fig. 4 und 5 dreht man' den Klemmkopf zum Zurückziehen
von Bohrrohren gleich wie in Fig. 2, und auch in diesem Beispiel erfolgt das Festklemmen
des Kopfes auf dem Rohr selbsttätig und ist ein Zurückfahren infolge der elastischen
Wirkung der Keile möglich. Das Lösen des Kopfes vom Rohr geschieht auch hier durch
die Bewegung der Kolben 6 der Pressen 5 im entgegengesetzten Sinne, nachdem man
den Teil i9 mittels eines Stützeisens festgestellt hat.
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An Stelle von zwei Pressen könnte man auch nur eine oder mehr als
zwei verwenden.
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Ein Verkanten der Teile 9 und i9 der gezeigten Klemmköpfe ist infolge
der Kugeln bzw. Keile unmöglich. Die Teile 9 und i9 bleiben immer zueinander parallel.
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Anstatt Rohre horizontal kann man sie mittels des Klemmkopfes auch
vertikal oder geneigt vortreiben.