EP0745175B1 - Verfahren zum ausbau eines erdkerns aus einem grabenlos verlegten rohr und molch zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum ausbau eines erdkerns aus einem grabenlos verlegten rohr und molch zur durchführung des verfahrens Download PDF

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EP0745175B1
EP0745175B1 EP95909623A EP95909623A EP0745175B1 EP 0745175 B1 EP0745175 B1 EP 0745175B1 EP 95909623 A EP95909623 A EP 95909623A EP 95909623 A EP95909623 A EP 95909623A EP 0745175 B1 EP0745175 B1 EP 0745175B1
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EP
European Patent Office
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bracing
pipe
devil
actuator
head plate
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EP95909623A
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EP0745175A1 (de
Inventor
Horst Derwand
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Individual
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
    • E21B37/02—Scrapers specially adapted therefor
    • E21B37/04—Scrapers specially adapted therefor operated by fluid pressure, e.g. free-piston scrapers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
    • B08B9/049—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes having self-contained propelling means for moving the cleaning devices along the pipes, i.e. self-propelled
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/18—Anchoring or feeding in the borehole

Definitions

  • the invention relates to a method for expanding an earth core from a trenchlessly laid by ramming or pressing Pipe with both pipe ends exposed, which one Process used in a pipe end a pig and in Longitudinal direction is moved through the tube, with the Newt's core pushed out of the other end of the pipe becomes.
  • US-A-4 369 002 discloses a method for removing a Earth core penetrated into a trenchless pipe described, which comprises several stages. With help of a shovel-like working elements that under the action driven by vibrating shock loads along the pipe earth is absorbed and at the same time an earth pillow formed on which the work element is supported. After taking up an earth charge, the vibrating pushing motion the working element out of the tube moved out and the earth charge removed. After completion the gradual removal of the earth above the earth pillow will also this removed with the help of the working element.
  • the invention has for its object a method of Specify the type mentioned, with which it is easy and economical way and with minimal risk of accident is possible for the construction site or operating personnel, the earth core from a trenchless pipe jacking Remove pipe.
  • the method according to the invention provides a solution to this problem proposes that the newt should be driven gradually a length-adjustable lifting device is carried out is supported on the inner wall of the tube, the lifting device after each extension stroke to their starting position brought and their support in the direction of advance the completed step is followed up.
  • the earth core is through a controlled advance of the pig from the pipe pushed out, the lifting device of the pig mechanically supported on the inner wall of the tube.
  • the lifting device of the Molches can be an electric or hydraulic drive have and via cables or hoses and suitable control devices to one located outside the pipeline Energy source must be connected. About the feeding of the Drive energy can thus be easily Control the movement of the lifting device.
  • a pig be that of a headstock, one changeable in length Lifting device and clamping devices, wherein the head plate with one end of the lifting device and with a first jig and the other end of the Lifting device connected to a second clamping device is, the clamping devices alternately in a clamping position, in which it can be pressed against the inner wall of a pipe are, or are movable into a release position in which they are lifted off the inner wall of the tube and where the lifting device and the clamping devices by means of remotely controllable, hydraulic or electric drives can be operated are.
  • the pig according to the invention is characterized by a simple one and robust construction and is about the control its drives easy to use.
  • An adaptation of the Pigs on different pipe dimensions is easy Way possible by the head plate and the tensioners can be adapted to the respective pipe diameter. No complex renovation work is required for this.
  • Are preferred for actuating the lifting device and the clamping devices uses hydraulic drives, connected to the drive units common in construction and be driven with biodegradable hydraulic oils can.
  • the lifting device by a double-acting, hydraulically actuated lifting cylinder be formed with a by the piston rod or the cylinder housing formed end on the head plate and attached with the other end to the second clamping device is.
  • the lifting cylinder can be adjusted accordingly extended and retracted and thereby enables a simple adjustment of the tensioning device.
  • the Clamps can be radially movable jaws or Have clamping shoes on the head plate or the lifting device are stored and each assigned by an hydraulically actuated cylinder radially are pressed against the outside of the inner wall of
  • the first clamping device in the manner of an inner shoe brake has two radially movable jaws, the one end attached to one on the headstock Pins are rotatably mounted and their opposite Ends movable apart by means of a spreading device are.
  • This configuration of the first clamping device leaves easily on the back of the headstock mount, with the central area of the headstock for the attachment of the lifting device is left out.
  • Spreading device according to the invention is a double acting hydraulic cylinder that between the ends the jaws arranged and by positive joints is connected to the ends of the jaws.
  • An advantageous embodiment of the second clamping device is that at least two Tension shoes with extending in the longitudinal direction of the pig Skids are provided, at least one of which Clamping shoe radial to the pipe axis with the help of a clamping cylinder is movable, which is supported on the other tensioning shoe is.
  • the tension shoes can be used for support the reaction force from the feed force of the lifting device required and generated by the clamping cylinder Effectively transmit clamping forces to the pipe wall.
  • the tension shoes also serve to guide the lifting device on the inner wall of the tube while the lifting device is reset.
  • An embodiment is advantageous when of the tension shoes pivotally mounted on a pressure plate are attached to one end of the lifting device is.
  • the lifting device can be kept away surrounding ring can be provided on which the or the clamping cylinders are supported in the radial direction. Through the ring, the radially inward Reactive forces absorbed from the clamping forces and with each other brought into balance so that the inside of the ring arranged lifting device by these forces remains unencumbered.
  • the pig 1 shown in FIGS. 1 to 4 consists of a circular disc-shaped head plate 2 with a Scraper ring 3, with radial preload on the inner wall 4 of a tube 5 rests.
  • the front 6 of the head plate 2 serves to push out an earth core 7, which itself in front of the head plate 2 in the tube 5.
  • the piston rod 9 is double acting hydraulic lifting cylinder 10 attached.
  • the piston rod 9 is shown in FIG. 1 Position fully retracted into the lifting cylinder 10.
  • the clamping device 11 On the back 8 of the head plate 2 is a tensioning device 11 arranged.
  • the clamping device 11 has two Clamping jaws 12, 13 with one end on one in the Head plate 2 screwed pin 14 rotatably mounted are. Between the opposite ends of the jaws 12, 13 is a double-acting hydraulic cylinder 15 arranged, the cylinder housing 16 with the jaws 12 and its piston rod 17 with the jaws 13 articulated connected is.
  • the articulated connection is through Hinge pin 18 formed the forked end of the jaws 12, 13 and with the cylinder housing 16 or piston rod 17 connected pressure pieces 19 penetrate and are aligned parallel to the pin 14.
  • the end of the lifting cylinder opposite the head plate 2 10 is with a pressure plate 21, a second clamping device 22 firmly connected.
  • the pressure plate 21 has its Outside circumference three bearing blocks 23, one in each Clamping shoe 24 on a journal 25 around a tangential Axis is pivotally mounted.
  • the tension shoes 24 are with Provide skids 26 which are parallel to the lifting cylinder 10 extend along the inner wall 4 of the tube 5 and one have cylindrical outer surface, the curvature of which is essentially corresponds to the curvature of the inner wall 4.
  • Skids 26 and a lifting cylinder 10 with little Support ring 27 encompassing play are radially aligned Clamping cylinder 28 arranged.
  • the clamping cylinders 28 are with its cylinder housing 29 attached to the support ring 27.
  • the pistons 30 of the clamping cylinders 28 are on a pressure plate 31 supported on the inside of the Skids 26 is located.
  • the skids 26 form a sliding guide for the formed by the lifting cylinder 10 and the clamping device 22 Part of the newt 1.
  • the clamping cylinders 28 with Pressurized they press the skids 26 radially outwards to the inner wall 4 of the tube 5 with such Force that the resulting frictional connection sufficient to move the earth core 7 on the lifting cylinder 10 occurring reaction force to the tube 5 transfer.
  • FIG. 5 shows one from a starting pit 32 driven to a target pit 33 by a dam 34 Pipe 5, in which there is an earth core 7, which is used during tunneling has penetrated into the tube 5.
  • the starting pit 32 adjacent end of the tube 5 is one Pig 1, of the type previously described.
  • the Molches 1 became the core of the earth at that of the starting pit 32 facing pipe end by hand on one of the lengths of the Molches 1 corresponding length expanded.
  • the newt 1 in the tube 5 used.
  • the newt 1 is over pressure hoses 35 connected to a drive unit 36, the one Motor, a pump, a hydraulic control device contains.
  • the control device is operated by an operator 37 operated.
  • the clamping cylinders are first 28 of the pig 1 pressurized in the direction of extension and thereby the skids 26 against the inner wall of the tube 5 stretched. Then pressure is applied to the Piston rod opposite side of the piston of the lifting cylinder 10 passed, whereby the piston rod 9 extended and the head plate 2 moves towards the earth core 7 becomes. Here, the earth core 7 is compressed and finally moved towards the target pit 33.
  • the reaction force from that exerted on the head plate 2 Driving force is in this case via the tensioning device 22 supported on the tube 5.
  • the lifting cylinder 10 relieves the tensioning device 22 be solved and by acting on the cylinder 15 the jaws 12, 13 of the clamping device 11 on the Piston plate 2 pressed against the wall of tube 5. Then the piston of the cylinder 10 on the Side of the piston rod 9 pressurized, whereby the piston rod 9 is retracted into the lifting cylinder 10 becomes. Because in this process the head plate 2 through the clamping device 11 is locked, the housing of the lifting cylinder 10 together with the tensioning device 22 moved towards the head plate 2, the Slide the skids 26 along the inner wall of the tube 5. If the piston rod 9 is completely retracted, so the control process described above is repeated.
  • the newt will be 1 step by step the pipe 5 moved against the earth core 7, the earth core 7 pressed out of the tube 5 and from the pit 33 is recorded. It is for the process described irrelevant whether large stones, silty, cohesive in the core of the earth or sandy soils are stored because of the earth's core pushed from behind over the entire length of the tube being, the rate of advance of the pump power depending on the drive unit and via the Control is controllable.
  • the pig in the reverse driving style i.e. Extending the piston rod 9 when the tensioning device is tensioned 11 and retracting the piston rod 9 at tensioned clamping device 22, backwards out of the Driving section are driven out.
  • the hydraulic control of the lifting cylinder 10 and Clamping devices 11, 22 can preferably have a Control block with integrated solenoid valves and main lines for forward and return to the control block or via a mechanically operated control block from the outside done manually.
  • the control block can be attached to the pig 1 be arranged, the control of the solenoid valves via an electrical control line from the drive unit or a battery.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbau eines Erdkerns aus einem durch Rammen oder Pressen grabenlos verlegten Rohr, dessen beide Rohrenden freiliegen, bei welchem Verfahren in ein Rohrende ein Molch eingesetzt und in Längsrichtung durch das Rohr bewegt wird, wobei durch den Molch der Erdkern aus dem anderen Rohrende herausgedrückt wird.
Zum grabenlosen Verlegen von Rohrleitungen hat sich unter anderem der Rohrvortrieb mit Hilfe von Rohrrammen oder Rohrpressen in der Praxis bewährt. Das Verfahren bietet bei rolligen Böden wie auch bei Böden mit Einlagerungen von Findlingen sowie im Grundwasserbereich mit zwischengelagerten Fließsandschichten erhebliche Vorteile im Vergleich zu den herkömmlichen Schneckenbohrverfahren. Das Verfahren erfordert jedoch besondere Maßnahmen zum Ausbauen des Erdkerns, der beim Rohrvortrieb durch das offene Kopfende in das Rohr eindringt.
In der Zeitschrift bbr, Heft 3, 1984 sind in der Aufsatzfolge "bbr-Lehrbuch: Tiefbauarbeiten für Rohrleitungen" auf Seite 98 verschiedene Verfahren zum Entfernen eines beim Einrammen in das Rohr eindringenden Erdkerns angegeben. Nach einem bekannten Verfahren wird der Erdkern aus dem verlegten Rohr mit Hilfe eines Molches herausgeschoben. Der Molch wird hierbei überwiegend mit Luft, die durch einen das Rohrende verschließenden Einlaßstutzen in das Rohr gepumpt wird, mit einem Druck von bis zu 25 bar gegen den Erdkern gedrückt, wodurch dieser aus dem anderen Ende des Rohres in eine Auffanggrube geschoben wird. Bei diesem Verfahren tritt der Erdkern überwiegend mit ungeregelter Geschwindigkeit aus und es kann bei dem Herausfahren des Molches zu einer schlagartigen Entspannung der noch im Rohr befindlichen und unter hohem Druck stehenden Luft kommen, was ein erhebliches Unfallrisiko mit sich bringt und aus Lärmgründen in bewohnten Gebieten nicht durchführbar ist. Es ist weiterhin bekannt, anstelle von Luft Wasser als Druckmedium zu verwenden. Dies ermöglicht zwar ein kontrolliertes Austreten des Erdkerns, hat aber den Nachteil, daß es zumindest in der Auffanggrube zu einer Vermischung des Wassers mit dem Erdkern kommt, was je nach den herrschenden Bodenverhältnissen ein Entsorgungsproblem darstellen kann. Gleiches trifft auch für eine weitere Verfahrensvariante zu, bei der man den Erdkern mittels Wasserhochdruck aus dem verlegten Rohr ausspült.
Es ist auch bekannt, den Erdkern nachträglich mit Hilfe von Bohrschnecken aus dem verlegten Rohr auszuräumen. Dieses Verfahren ist jedoch sehr aufwendig und daher unwirtschaftlich.
In der US-A-4 369 002 ist ein Verfahren zum Entfernen eines in ein grabenlos verlegtes Rohr eingedrungenen Erdkerns beschrieben, das mehrere Stufen umfaßt. Mit Hilfe eines schaufelartigen Arbeitselements, das unter der Einwirkung von schwingenden Stoßbelastungen längs des Rohrs vorgetrieben wird, wird Erde aufgenommen und gleichzeitig ein Erdkissen gebildet, auf dem sich das Arbeitselement abstützt. Nach der Aufnahme einer Erdladung wird durch Umkehr der schwingenden Stoßbewegung das Arbeitselement aus dem Rohr herausbewegt und die Erdladung entnommen. Nach Beendigung der schrittweisen Erdentnahme über dem Erdkissen wird auch dieses mit Hilfe des Arbeitselements entfernt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem es auf einfache und wirtschaftliche Weise und mit minimaler Unfallgefahr für das Baustellen- bzw. Bedienungspersonal möglich ist, den Erdkern aus einem im grabenlosen Rohrvortrieb verlegten Rohr auszubauen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, daß der Vortrieb des Molches schrittweise durch eine in der Länge veränderbare Hubvorrichtung erfolgt, die sich an der Innenwand des Rohres abstützt, wobei die Hubvorrichtung nach jedem Ausfahrhub in ihre Ausgangslage gebracht und ihre Abstützung in der Vortriebsrichtung um den vollzogenen Schritt nachgesetzt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Erdkern durch ein kontrolliertes Voranschreiten des Molches aus dem Rohr herausgedrückt, wobei sich die Hubvorrichtung des Molches mechanisch an der Innenwand des Rohres abstützt. Eine Druckbeaufschlagung des Molches durch Füllen der Rohrleitung mit Wasser oder Luft entfällt, so daß die damit verbundenen Nachteile vermieden werden. Die Hubvorrichtung des Molches kann einen elektrischen oder hydraulischen Antrieb haben und über Kabel oder Schläuche sowie geeignete Steuereinrichtungen an eine außerhalb der Rohrleitung angeordnete Energiequelle angeschlossen sein. Über die Zuführung der Antriebsenergie läßt sich somit auf einfache Weise die Bewegung der Hubvorrichtung steuern.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ein Molch vorgesehen sein, der aus einer Kopfplatte, einer in der Länge veränderbaren Hubvorrichtung und Spannvorrichtungen besteht, wobei die Kopfplatte mit einem Ende der Hubvorrichtung und mit einer ersten Spannvorrichtung und das andere Ende der Hubvorrichtung mit einer zweiten Spannvorrichtung verbunden ist, wobei die Spannvorrichtungen im Wechsel in eine Spannstellung, in der sie an die Innenwand eines Rohres anpreßbar sind, oder in eine Lösestellung bewegbar sind, in der sie von der Innenwand des Rohres abgehoben sind und wobei die Hubvorrichtung und die Spannvorrichtungen mittels fernsteuerbarer, hydraulischer oder elektrischer Antriebe betätigbar sind.
Der erfindungsgemäße Molch zeichnet sich durch eine einfache und robuste Bauweise aus und ist über die Steuerung seiner Antriebe einfach zu bedienen. Eine Anpassung des Molches an unterschiedliche Rohrdimensionen ist auf einfache Weise möglich, indem die Kopfplatte und die Spannvorrichtungen an den jeweiligen Rohrdurchmesser angepaßt werden. Hierzu sind keine aufwendigen Umbauarbeiten erforderlich. Bevorzugt werden zur Betätigung der Hubvorrichtung und der Spannvorrichtungen hydraulische Antriebe verwendet, die mit im Baubetrieb üblichen Antriebsaggregaten verbunden und mit biologisch abbaubaren Hydraulikölen gefahren werden können. Erfindungsgemäß kann die Hubvorrichtung durch einen doppelt wirkenden, hydraulisch beaufschlagbaren Hubzylinder gebildet sein, der mit einem durch die Kolbenstange oder das Zylindergehäuse gebildeten Ende an der Kopfplatte und mit dem anderen Ende an der zweiten Spannvorrichtung befestigt ist. Durch entsprechende Aussteuerung kann der Hubzylinder aus- und eingefahren werden und ermöglicht dadurch auf einfache Weise ein Nachsetzen der Spannvorrichtung. Die Spannvorrichtungen können radial bewegbare Spannbacken oder Spannschuhe aufweisen, die an der Kopfplatte bzw. der Hubvorrichtung gelagert sind und die jeweils durch einen zugeordneten hydraulisch betätigbaren Zylinder radial nach außen an die Innenwand des Rohres andrückbar sind.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die erste Spannvorrichtung nach Art einer Innenbackenbremse zwei radial bewegbare Spannbacken aufweist, die mit einem Ende auf einem an der Kopfplatte angebrachten Zapfen drehbar gelagert sind und deren entgegengesetzte Enden mittels einer Spreizvorrichtung auseinander bewegbar sind. Diese Ausgestaltung der ersten Spannvorrichtung läßt sich auf einfache Weise auf der Rückseite der Kopfplatte montieren, wobei der zentrale Bereich der Kopfplatte für die Befestigung der Hubvorrichtung ausgespart bleibt. Als Spreizvorrichtung eignet sich erfindungsgemäß ein doppelt wirkender, hydraulischer Zylinder, der zwischen den Enden der Spannbacken angeordnet und durch formschlüssige Gelenke mit den Enden der Spannbacken verbunden ist. Mittels einer derartigen Anordnung können die Spannbacken in beiden Richtungen bewegt werden, ohne daß es hierzu zusätzlicher Mittel bedarf.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der zweiten Spannvorrichtung besteht erfindungsgemäß darin, daß wenigstens zwei Spannschuhe mit sich in Längsrichtung des Molches erstrekkender Spannkufen vorgesehen sind, von denen zumindest ein Spannschuh radial zur Rohrachse mit Hilfe eines Spannzylinders bewegbar ist, der an dem anderen Spannschuh abgestützt ist. Mit Hilfe der Spannschuhe lassen sich die zur Abstützung der Reaktionskraft aus der Vorschubkraft der Hubvorrichtung erforderlichen und von dem Spannzylinder erzeugten Spannkräfte wirksam auf die Rohrwand übertragen. Die Spannschuhe dienen gleichzeitig zur Führung der Hubvorrichtung an der Innenwand des Rohres, während die Hubvorrichtung zurückgesetzt wird. Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der die Spannschuhe an einer Druckplatte schwenkbar gelagert sind, die an einer Stirnseite der Hubvorrichtung befestigt ist. Mit Hilfe der Druckplatte lassen sich hohe Abstützkräfte auf baulich einfache Weise von der mittig angeordneten Hubvorrichtung auf die außenliegenden Spannschuhe übertragen. Um die radialen Spannkräfte von der Hubvorrichtung fernzuhalten, kann erfindungsgemäß ein die Hubvorrichtung umgebender Ring vorgesehen sein, an dem der oder die Spannzylinder in radialer Richtung gestützt sind. Durch den Ring werden die radial nach innen gerichteten Reaktionskräfte aus den Spannkräften aufgenommen und miteinander ins Gleichgewicht gebracht, so daß die innerhalb des Ringes angeordnete Hubvorrichtung von diesen Kräften unbelastet bleibt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen
Figur 1
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Molches im Einsatz innerhalb einer Rohrleitung,
Figur 2
einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Figur 1,
Figur 3
einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 gemäß Figur 1,
Figur 4
einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 gemäß Figur 1 und
Figur 5
eine schematische Darstellung einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hilfe eines Molches gemäß Figur 1.
Der in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Molch 1 besteht aus einer kreisscheibenförmigen Kopfplatte 2 mit einem Abstreifring 3, der mit radialer Vorspannung an der Innenwand 4 eines Rohres 5 anliegt. Die Vorderseite 6 der Kopfplatte 2 dient zum Herausdrücken eines Erdkerns 7, der sich vor der Kopfplatte 2 in dem Rohr 5 befindet. An der Rückseite 8 der Kopfplatte 2 ist die Kolbenstange 9 eines doppelt wirkenden, hydraulischen Hubzylinders 10 befestigt. Die Kolbenstange 9 ist in der in Figur 1 dargestellten Position vollständig in den Hubzylinder 10 eingefahren.
An der Rückseite 8 der Kopfplatte 2 ist eine Spannvorrichtung 11 angeordnet. Die Spannvorrichtung 11 weist zwei Spannbacken 12, 13 auf, die mit einem Ende auf einem in die Kopfplatte 2 eingeschraubten Zapfen 14 drehbar gelagert sind. Zwischen den entgegengesetzten Enden der Spannbacken 12, 13 ist ein doppelt wirkender, hydraulischer Zylinder 15 angeordnet, dessen Zylindergehäuse 16 mit den Spannbacken 12 und dessen Kolbenstange 17 mit den Spannbacken 13 gelenkig verbunden ist. Die gelenkige Verbindung wird durch Gelenkzapfen 18 gebildet, die das gegabelte Ende der Spannbacken 12,13 und mit dem Zylindergehäuse 16 bzw. Kolbenstange 17 verbundene Druckstücke 19 durchdringen und die parallel zum Zapfen 14 ausgerichtet sind.
In der in Figur 2 dargestellten Position werden die Spannbacken 12, 13 durch eine druckstangenseitige Beaufschlagung des Kolbens des Zylinders 15 gehalten. Anschlagstifte 20 in der Kopfplatte 2 sorgen hierbei für eine Zentrierung der Spannbacken 12, 13 in bezug auf die Mittelachse der Kopfplatte 2. Durch Beaufschlagung der Zylinderseite des Kolbens des Zylinders 15 werden die beweglichen Enden der Spannbacken 12, 13 auseinander gespreizt und die Spannbacken 12, 13 mit ihrer Außenseite an die Innenwand 4 des Rohres 5 angedrückt. Durch den Reibschluß zwischen den Spannbacken 12, 13 und der Innenwand 4 kann die Kopfplatte 2 in dem Rohr 5 mit einer solchen Kraft festgehalten werden, daß sie beim Zurücksetzen des Hubzylinders 10 nicht verschoben werden kann.
Das der Kopfplatte 2 entgegensetzte Ende des Hubzylinders 10 ist mit einer Druckplatte 21, einer zweiten Spannvorrichtung 22 fest verbunden. Die Druckplatte 21 weist ihrem Außenumfang drei Lagerblöcke 23 auf, in denen jeweils ein Spannschuh 24 auf einem Lagerzapfen 25 um eine tangentiale Achse schwenkbar gelagert ist. Die Spannschuhe 24 sind mit Spannkufen 26 versehen, die sich parallel zum Hubzylinder 10 längs der Innenwand 4 des Rohres 5 erstrecken und eine zylindrische Außenfläche haben, deren Krümmung im wesentlichen der Krümmung der Innenwand 4 entspricht. Zwischen den Spannkufen 26 und einem den Hubzylinder 10 mit geringem Spiel umgreifenden Abstützring 27 sind radial ausgerichtete Spannzylinder 28 angeordnet. Die Spannzylinder 28 sind mit ihrem Zylindergehäuse 29 an dem Abstützring 27 befestigt. Die Kolben 30 der Spannzylinder 28 sind an einer Druckplatte 31 abgestützt, die sich auf der Innenseite der Spannkufen 26 befindet.
Solange die Spannzylinder 28 nicht mit Druck beaufschlagt sind, bilden die Spannkufen 26 eine Gleitführung, für den durch den Hubzylinder 10 und die Spannvorrichtung 22 gebildeten Teil des Molches 1. Werden die Spannzylinder 28 mit Druck beaufschlagt, so pressen sie die Spannkufen 26 radial nach außen an die Innenwand 4 des Rohres 5 mit einer solchen Kraft an, daß der hierdurch hervorgerufene Reibschluß ausreicht, um die beim Verschieben des Erdkerns 7 am Hubzylinder 10 auftretende Reaktionskraft auf das Rohr 5 zu übertragen.
Das Verfahren zum Ausbau eines Erdkerns 7 aus einem horizontal mittels Rammen im Boden vorgetriebenen Rohr mit Hilfe des beschriebenen Molches ist in Figur 5 veranschaulicht und wird im folgenden näher beschrieben. Das Beispiel gemäß Figur 5 zeigt ein von einer Startgrube 32 zu einer Zielgrube 33 durch einen Damm 34 vorgetriebenes Rohr 5, in dem sich ein Erdkern 7 befindet, der beim Vortrieb in das Rohr 5 eingedrungen ist. In dem der Startgrube 32 benachbarten Ende des Rohrs 5 befindet sich ein Molch 1, der zuvor beschriebenen Bauart. Zum Einbau des Molches 1 wurde der Erdkern an dem der Startgrube 32 zugekehrten Rohrende von Hand auf einer der Baulänge des Molches 1 entsprechenden Länge ausgebaut. Mit Hilfe eines geeigneten Hebezeugs wurde anschließend der Molch 1 in das Rohr 5 eingesetzt. Der Molch 1 ist über Druckschläuche 35 mit einem Antriebsaggregat 36 verbunden, das einen Motor, eine Pumpe eine hydraulische Steuereinrichtung enthält. Die Steuereinrichtung wird von einer Bedienungsperson 37 bedient.
Zum Ausbau des Erdkerns 7 werden zunächst die Spannzylinder 28 des Molchs 1 in Ausfahrrichtung mit Druck beaufschlagt und dadurch die Spannkufen 26 gegen die Innenwand des Rohrs 5 gespannt. Danach wird Druckmittel auf die der Kolbenstange abgekehrte Seite des Kolbens des Hubzylinders 10 geleitet, wodurch die Kolbenstange 9 ausgefahren und die Kopfplatte 2 in Richtung auf den Erdkern 7 bewegt wird. Hierbei wird der Erdkern 7 zusammengedrückt und schließlich in Richtung auf die Zielgrube 33 verschoben. Die Reaktionskraft aus der an der Kopfplatte 2 ausgeübten Vortriebskraft wird hierbei über die Spannvorrichtung 22 an dem Rohr 5 abgestützt.
Ist die Kolbenstange 9 vollständig ausgefahren, so wird der Hubzylinder 10 entlastet, die Spannvorrichtung 22 gelöst und durch Beaufschlagung des Zylinders 15 werden die Spannbacken 12, 13 der Spannvorrichtung 11 an der Kolbenplatte 2 an die Wand des Rohrs 5 angedrückt. Anschließend wird der Kolben des Zylinders 10 auf der Seite der Kolbenstange 9 mit Druck beaufschlagt, wodurch die Kolbenstange 9 wieder in den Hubzylinder 10 eingefahren wird. Da bei diesem Vorgang die Kopfplatte 2 durch die Spannvorrichtung 11 arretiert ist, wird das Gehäuse des Hubzylinders 10 zusammen mit der Spannvorrichtung 22 in Richtung auf die Kopfplatte 2 bewegt, wobei die Spannkufen 26 an der Innenwand des Rohrs 5 entlanggleiten. Ist die Kolbenstange 9 vollständig eingefahren, so wird der zuvor beschriebene Steuerungsablauf wiederholt. Auf diese Weise wird der Molch 1 Schritt für Schritt in dem Rohr 5 gegen den Erdkern 7 verschoben, wobei der Erdkern 7 aus dem Rohr 5 herausgedrückt und von der Grube 33 aufgenommen wird. Für den beschriebenen Vorgang ist es unerheblich, ob im Erdkern große Steine, schluffige, bindige oder sandige Böden eingelagert sind, da der Erdkern von hinten her über die gesamte Länge des Rohrs geschoben wird, wobei die Vortriebsgeschwindigkeit von der Pumpenleistung des Antriebsaggregats abhängig und über die Steuerung kontrollierbar ist.
Sollte das Rohr 5 durch Einbeulung beschädigt sein und daher mit dem Molch nicht vollständig durchfahren werden können, so kann der Molch in der umgekehrten Fahrweise, d.h. Ausfahren der Kolbenstange 9 bei gespannter Spannvorrichtung 11 und Einfahren der Kolbenstange 9 bei gespannter Spannvorrichtung 22, rückwärts wieder aus der Vortriebsstrecke herausgefahren werden.
Die hydraulische Steuerung des Hubzylinders 10 und der Spannvorrichtungen 11, 22 kann vorzugsweise über einen Steuerblock mit integrierten Magnetventilen und Haupt zuleitungen für Vor- und Rücklauf zum Steuerblock hin oder über einen mechanisch betätigten Steuerblock von außen her manuell erfolgen. Der Steuerblock kann an dem Molch 1 angeordnet sein, wobei die Steuerung der Magnetventile über eine elektrische Steuerleitung vom Antriebsaggregat oder einer Batterie aus erfolgt. Bei Verwendung eines manuell betätigten hydraulischen Steuerstands können getrennte hydraulische Versorgungsleitungen vom Steuerstand an den einzelnen Funktionseinheiten, Hubzylinder und Spannvorrichtungen, geführt werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Ausbau eines Erdkerns aus einem durch Rammen oder Pressen grabenlos verlegten Rohr, dessen beide Rohrenden freiliegen, bei welchem Verfahren in ein Rohrende ein Molch eingesetzt und in Längsrichtung durch das Rohr bewegt wird, wobei durch den Molch der Erdkern aus dem anderen Rohrende herausgedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Vortrieb des Molches (1) schrittweise durch eine in der Länge veränderbare Hubvorrichtung (10) erfolgt, die sich an der Innenwand (4) des Rohres (5) abstützt, wobei die Hubvorrichtung (10) nach jedem Ausfahrhub in ihre Ausgangslage gebracht und ihre Abstützung in der Vortriebsrichtung um den vollzogenen Schritt nachgesetzt wird.
  2. Molch zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Molch (1) aus einer Kopfplatte (2), einer in der Länge veränderbaren Hubvorrichtung (10) und Spannvorrichtungen (11, 22) besteht, wobei die Kopfplatte (2) mit einem Ende der Hubvorrichtung (10) und mit einer ersten Spannvorrichtung (11) und das andere Ende der Hubvorrichtung (10) mit einer zweiten Spannvorrichtung (22) verbunden ist, wobei die Spannvorrichtungen (11, 22) im Wechsel in eine Spannstellung, in der sie an die Innenwand (4) eines Rohres anpreßbar sind, oder in eine Lösestellung bewegbar sind, in der sie von der Innenwand (4) des Rohres (5) abgehoben sind und wobei die Hubvorrichtung (10), und die Spannvorrichtungen (11, 22) mittels fernsteuerbarer, hydraulischer oder elektrischer Antriebe betätigbar sind.
  3. Molch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung (10) durch einen doppelt wirkenden, hydraulisch beaufschlagbaren Hubzylinder (10) gebildet ist, der mit einem durch die Kolbenstange (9) oder das Zylindergehäuse (16) gebildeten Ende an der Kopfplatte (2) und mit dem anderen Ende an der zweiten Spannvorrichtung (22) befestigt ist.
  4. Molch nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtungen (11, 22) radial bewegbare Spannbacken (12, 13) oder Spannschuhe (24) aufweisen, die an der Kopfplatte (2) bzw. der Hubvorrichtung (10) gelagert sind und die jeweils durch einen zugeordneten hydraulisch betätigbaren Zylinder radial nach außen an die Innenwand (4) des Rohres (5) andrückbar sind.
  5. Molch nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spannvorrichtung (11) nach Art einer Innenbackenbremse zwei radial bewegbare Spannbacken (12, 13) aufweist, die mit einem Ende auf einem an der Kopfplatte (2) angebrachten Zapfen (14) drehbar gelagert sind und deren entgegengesetzte Enden mittels einer Spreizvorrichtung auseinander bewegbar sind.
  6. Molch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung als ein doppelt wirkender, hydraulischer Zylinder (15) ausgebildet ist, der zwischen den Enden der Spannbacken (12, 13) angeordnet und durch formschlüssige Gelenke mit den Enden der Spannbacken (12, 13) verbunden ist.
  7. Molch nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spannvorrichtung (22) wenigstens zwei Spannschuhe (24) mit sich in Längsrichtung des Molches (1) erstreckender Spannkufen (26) hat, von denen zumindest ein Spannschuh (24) radial zur Rohrachse mit Hilfe eines Spannzylinders (28) bewegbar ist, der an dem anderen Spannschuh (24) abgestützt ist.
  8. Molch nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spannvorrichtung (22) eine Führung bildet, durch die die Hubvorrichtung (10) an der Innenwand (4) des Rohres (5) geführt ist.
  9. Molch nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschuhe (24) an einer Druckplatte (31) schwenkbar gelagert sind, die an einer Stirnseite der Hubvorrichtung (10) befestigt ist.
  10. Molch nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Hubvorrichtung (10) umgebender Ring (27) vorgesehen ist, an dem der oder die Spannzylinder (28) in radialer Richtung gestützt sind.
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