Vorrichtung zum unterirdischen Verlegen von Leitungen od.dgl.

Abstract

 Eine Vorrichtung zum unterirdischen Verlegen von Leitungen od.dgl. umfaßt einen zylinderförmigen Vortriebskörper (1), der ein axial wirkendes Schlagwerkzeug (7) aufnimmt und vorderends einen vorzugsweise auswechselbaren Vortriebskopf (8) und hinterends neben den Zuleitungen (11) zur Eigenver­sorgung einen Anschluß (12) für die Rohre, Kabel u.dgl. der zu verlegenden Leitungen (16) aufweist.
Um einen leistungsstarken, rationell und zielsicher durch­führbaren Vortrieb zu ermöglichen, ist im Vortriebskörper (1) eine koaxiale Werkzeugaufnahme (3) dreh- und antreibbar gelagert, an der das Schlagwerkzeug (7) exzentrisch und der Vortriebskopf (8) zentrisch sitzen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum unter­irdischen Verlegen von Leitungen od. dgl., mit einem zylin­derförmigen Vortriebskörper, der ein axial wirkendes Schlagwerkzeug aufnimmt und vorderends einen vorzugsweise auswechselbaren Vortriebskopf und hinterends neben den Zuleitungen zur eigenen Versorgung einen Anschluß für die Rohre, Kabel u. dgl. der zu verlegenden Leitungen aufweist.

[0002] Solche Vorrichtungen sind bereits als sogenannte russische Bodendurchschlagsraketen bekannt und haben sich auch durch­aus bewährt, da sie ohne die Notwendigkeit von aufwendigen Grabungsarbeiten schon bei geringer Überdeckung im Unter­tageverfahren das Verlegen von Versorgungsleitungen, Kabeln und Kanälen ermöglichen. Die Vortriebskörper sind dazu ähnlich den Preßlufthämmern mit einem preßluftbeaufschlagbaren Schlagkolben ausgerüstet, der bisher koaxial im Vortriebs­körper eingesetzt ist und diesen über den fest abgestützten, als Meißelspitze ausgebildeten Vortriebskopf unter entspre­chender Erdverdichtung durch den Boden schlägt. Es entsteht eine Erdröhre, in die sofort mit dem Vortriebskörper die zu verlegenden Leitungen und Produktrohre oder geeig­nete Schutzrohre eingezogen werden können. Allerdings sind diese bekannten Bodendurchschlagsraketen unlenkbar, was eines recht aufwendigen Ausrichtens bedarf und dennoch oft zu beträchtlichen Zielabweichungen führt. Der Einsatz­bereich und vor allem auch die Reichweite bleiben daher verhältnismäßig eng begrenzt und außerdem kann die Vor­triebsleistung nur bei sehr kleinkalibrigen Erdröhren befriedigen.

[0003] Gemäß der EP 0 195 559 A1 gibt es auch schon lenkbare Vortriebsvorrichtungen, die einen Vortriebskopf mit einer zur Achse geneigten Düse zum Ausspritzen einer Flüssigkeit unter sehr hohem Druck aufweisen. Eine gleichmäßige Rota­tion des Vortriebskopfes ergibt eine geradlinige Vorwärts­bewegung, ein Anhalten der Drehung führt zu einem Bogen­verlauf der Vortriebsstrecke. Diese Vorrichtung ist aber wiederum sehr umständlich im Betrieb, sie verlangt eine eigene Vorschubeinrichtung außerhalb der Erdröhre, das Auswaschen des Bodens durch die Hochdruckflüssigkeit ergibt zwangsweise Schwierigkeiten mit dem entstehenden Schlamm und nicht zuletzt läßt sich diese Vortriebsvor­richtung nur bei ganz bestimmten Bodenverhältnissen ein­setzen.

[0004] Darüber hinaus sind Vortriebsvorrichtungen in Form von Preß­bohranlagen bekannt, die mit Hilfe von speziellen Bohrköpfen die Erdröhren bohren. Auf Grund der Notwendigkeit des Material­austrages über Förderschnecken und der aufzubringenden hohen Vorpreßkraft sind diese Preßbohranlagen sehr aufwendig und ihr Einsatz ist von entsprechenden Abstützmöglichkeiten und geräumigen Baugruben abhängig. Die hohen Preßdrücke bringen außerdem die Gefahr einer Verformung der Bodenoberfläche mit sich, so daß der Einsatz dieser Geräte nur bei geeignetem Boden und bei genügend großer Überdeckung möglich ist.

[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Vorrichtung der eingangs geschil­derten Art zu schaffen, die einfach und robust aufgebaut ist, sich aufwandsarm und geschickt einsetzen läßt un d auf Grund ihrer guten Lenkbarkeit und hohen Leistungsfähig­keit einen rationellen, zielsicheren Vortrieb in den unter­schiedlichsten Bodenarten gewährleistet.

[0006] Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß im Vortriebs­körper eine koaxiale Werkzeugaufnahme dreh- und antreibbar gelagert ist, an der das Schlagwerkzeug exzentrisch und der Vortriebskopf zentrisch sitzen. Wie bei einer Boden­durchschlagsrakete wird auch hier der Vortriebskörper mit­tels eines geeigneten Schlagwerkzeuges durch den Boden geschlagen, wobei allerdings die Schläge exzentrisch und entsprechend der Umdrehung der Werkzeugaufnahme auch um die Vortriebskörperachse umlaufend erfolgen. Eine gleich­mäßige Drehbewegung ergibt daher einen geradlinigen Vortrieb hoher Leistung, da wegen des Zusammenwirkens von Dreh- und Vorwärtsbewegung die Schläge entlang einer Schrauben­linienbahn aufeinanderfolgen und besonders wirkungsvoll sind. Eine ungleichmäßige Drehbewegung oder gar ein Anhalten hingegen zwingt den Vortriebskörper durch das nun bezüglich der Achse einseitige Schlagen des Schlagwerkzeuges zu einer Abweichung vom geradlinigen Vortrieb und erlaubt damit ein gewünschtes Lenken des Vortriebskörpers.

[0007] Ist erfindungsgemäß der vorzugsweise stirnseitig mit Ab­tragsschneiden od.dgl. bestückte Vortriebskopf asymmetrisch zur Drehachse ausgebildet, ergibt sich einerseits ein ver­stärkter Bohreffekt dieses Vortriebskopfes und anderseits wird durch die Asymmetrie der Kopfform die Lenkbarkeit des Vortriebskörpers erhöht. Die besondere Ausgestaltung und Form des Vortriebskopfes wird von der jeweiligen Boden­art abhängen, so daß durch eine entsprechende Auswahl des eingesetzten Vortriebskopfes eine Anpassung an die jeweili­gen Verhältnisse möglich ist.

[0008] Eine verbesserte Lenkbarkeit des Vortriebskörpers ergibt sich auch, wenn erfindungsgemäß der Vortriebskörper einen auswärts gewölbten Mantel aufweist, in dem vorzugsweise Längsrillen vorgesehen sind. Die bombierte Form des Vor­triebskörpers begünstigt eine Richtungsänderung der Körper­bewegung, wobei die Längsrillen für den Vortriebskörper führend und stabilisierend wirken.

[0009] Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Er­findung trägt die Werkzeugaufnahme zusätzlich einen Rüttler Dieser Hochfrequenzrüttler kann den ganzen Vortriebskörper in Querschwingungen versetzen, so daß es nicht nur zu einer Steigerung der Vortriebsleistung kommt, sondern die Erdröhre auch aufgeweitet und die Erdwandung verdichtet wird, was das Nachziehen der Produkt- oder Schutzrohre od.dgl. er­leichtert.

[0010] Ist an der Werkzeugaufnahme ein Antriebsmotor abgestützt, der ein mit einem Innenzahnkranz des Vortriebskörpers käm­mendes Ritzel treibt, ergibt sich eine sehr einfache Kon­struktion für den Drehantrieb der Werkzeugaufnahme. Der Antrieb muß nicht von einer außerhalb der Erdröhre vorge­sehenen Antriebsquelle abgeleitet werden, sondern läßt sich wie das Schlagwerkzeug direkt im Vortriebskörper unter­bringen, wodurch der Wirkungsgrad erhöht und vor allem auch die Eigenversorgung des Vortriebskörpers, zu der nur mehr dünne und biegsame Kabel oder Schläuche nötig sind, wesent­lich erleichtert wird.

[0011] Zur Steuerung des Vortriebskörpers ist es möglich, die Drehung der Werkzeugaufnahme zu unterbrechen und diese in gewünschter Winkellage anzuhalten. Günstig ist es aller­dings, wenn erfindungsgemäß der Antriebsmotor im Sinne einer zyklischen Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit ansteuerbar ist, da so auch während eines bogenförmigen Vortriebes die Drehung aufrecht bleibt, was unabhängig vom Steuervorgang eine entsprechend gesteigerte Vortriebs­leistung sicherstellt. Zur Lage- und Richtungskontrolle des Vortriebskörpers kann dabei in der Werkzeugaufnahme eine Sendeeinrichtung eingebaut sein, die mit einem oberir­dischen Empfänger zusammenwirkt. Dieser Empfänger erfaßt die jeweilige Position des Vortriebskörpers und erlaubt dadurch die gewünschte zielsichere Lenkung der Vortriebsbe­wegung, wobei zur Automatisierung dieser Lenkung der Drehan­trieb über ein Steuergerät entsprechend der Abweichung der jeweiligen Vortriebskörperposition von einer vorgege­benen Sollage bzw. Sollrichtung korrigierend angesteuert wird. Es wäre aber auch möglich, dem Vortriebskörper über eine Art Richtfunkeinrichtung die gewünschte Richtung vorzu­geben, welcher Richtung der nun mit einer geeigneten Peil­einrichtung ausgestattete Vortriebskörper folgt, indem auftretende Abweichungen durch Gegensteuern ausgeglichen werden.

[0012] Weist erfindungsgemäß eine der Zuleitungen eine Umfangsmar­kierung auf, läßt sich außerhalb der Erdröhre durch Ver­gleich der Markierung mit einer ortsfesten Ausgangsmarke, beispielsweise an einem Auskleidungsrohr, auf einfache Weise die jeweilige Drehlage des Schlagwerkzeuges erkennen und diese für eine gewünschte Lenkbewegung ausrichten. Um sofort mit dem Vortriebskörper die zu verlegenden Lei­tungsteile in die Erdröhre einziehen zu können, ohne Schwie­rigkeiten auf Grund von Lenkbewegungen befürchten zu müssen, ist im Vortriebskörper für den Anschluß der Rohre, Kabel u.dgl. eine bewegliche Anhängekupplung vorgesehen, so daß diese Rohre, Kabel u.dgl. eine eventuelle Lenkbewegung des Vortriebskörpers unbehindert lassen.

[0013] Eine einfache und zweckmäßige Konstruktion ergibt sich dabei, wenn die Anhängekupplung aus einem über ein Gehänge an einer Halterung des Vortriebskörpers angelenkten Klemm­ring od.dgl. besteht. Die an den Klemmring befestigten Leitungsteile werden so mit ausreichendem Lenkbewegungsspiel vom Vortriebskörper in die Erdröhre eingezogen.

[0014] In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung rein schematisch an Hand eines Axialschnittes veranschau­licht.

[0015] Um Versorgungsleitungen od.dgl. rationell unterirdisch verlegen und die dazu notwendige Erdröhre zielsicher und wirkungsvoll vortreiben zu können, gibt es einen Vortriebs­körpers 1, der im wesentlichen Zylinderform besitzt, aber einen leicht auswärts bombierten Mantel 2 mit nicht weiter dargestellten Längsrillen aufweist. In diesem hohlen Vor­triebskörper 1 ist eine Werkzeugaufnahme 3 koaxial dreh­und antreibbar gelagert, wobei ein Antriebsmotor 4, der ein mit einem Innenzahnkranz 5 des Vortriebskörpers 1 käm­mendes Ritzel 6 treibt, für den Drehantrieb sorgt.

[0016] Die Werkzeugaufnahme 3 trägt ein exzentrisch angeordnetes Schlagwerkzeug 7, beispielsweise einen Preßlufthammer, und ist vortriebsseitig mit einem Vortriebskopf 8 bestückt, der auswechselbar an der Werkzeugaufnahme 3 sitzt und seinerseits als einfache Vortriebsspitze oder auch, wie angedeutet, als asymmetrischer, stirnseitig mit Abtrags­schneiden 9 ausgestatteter Kegelstumpf ausgebildet sein kann. Zusätzlich zum Schlagwerkzeug 7 ist weiters an der Werkzeugaufnahme 3 ein Rüttler 10 angesetzt, wobei die Energie- bzw. Druckmittelversorgung von Antriebsmotor 4, Schlagwerkzeug 7, Rüttler 10 u.dgl. über entsprechende Zuleitungen 11 erfolgt, die heckseitig zur nicht weiter dargestellten Versorgungsstelle führen.

[0017] Bei Einsatz des Vortriebskörpers 1 wird das Schlagwerkzeug 7 druckmittelbeaufschlagt und treibt dadurch den Vortriebs­körper 1 Schlag für Schlag durch den Boden vorwärts. Eine gleichzeitige gleichmäßige Drehung der Werkzeugaufnahme 3 garantiert zusammen mit der exzentrischen Wirkung des Schlagwerkzeuges 7 einen geradlinigen Vortrieb hoher Leistung, wobei die durch den Rüttler 10 aufgebrachte Quer­schwingung den Vortrieb erleichtert und die entstehende Erdröhre verfestigt. Eine geeignete Unterbrechung der Werk­zeugaufnahmedrehung oder eine zyklische Unregelmäßigkeit dieser Umdrehung erzwingt zusammen mit der Exzentrizität der Werkzeugschläge eine kurvenförmige Bahn des Vortriebs­körpers 1, so daß eine besonders rationelle Lenkbarkeit des Vortriebskörpers 1 gewährleistet ist. Der durch den Boden wandernde Vortriebskörper 1 kann je nach Bodenart alleine eingesetzt oder er kann sofort zum Einziehen von entsprechenden Leitungen, Schutzrohren od.dgl. verwendet werden. Dazu ist heckseitig im Vortriebskörper 1 eine An­hängekupplung 12 vorgesehen, die aus einem über ein Gehänge 13 an einer Halterung 14 des Vortriebskörpers 1 angelenkten Klemmring 15 besteht. Die in diesem Klemmring 15 befestigten Rohre 16 od. dgl. werden dadurch mit dem Vortriebskörper 1 mitgezogen und können durch die Beweglichkeit des An­schlusses unbehindert auch einer lenkungsbedingten Abwei­chung des Vortriebskörpers 1 von der geradlinigen Bahn folgen.

[0018] Um die Lage und Bewegungsrichtung des Vortriebskörpers l erfassen und kontrollieren zu können, sind die verschie­densten elektronischen Ortungs- und Steuergeräte einsetzbar. Beispielsweise kann in der Werkzeugaufnahme 3 ein Sender bzw. Empfänger 17 eingebaut sein, der in Abhängigkeit von der jeweiligen Position mit einem oberirdischen Empfänger bzw. Sender zusammenwirkt und für eine entsprechende An­steuerung des Drehantriebes sorgt. Geeignete Steuergeräte erlauben dabei einen vollautomatischen Betrieb, der ledig­lich die gewünschte Zieleingabe erfordert.

Ansprüche

1.Vorrichtung zum unterirdischen Verlegen von Leitungen od.dgl., mit einem zylinderförmigen Vortriebskörper, der ein axial wirkendes Schlagwerkzeug aufnimmt und vorderends einen vorzugsweise auswechselbaren Vortriebskopf und hinter­ends neben den Zuleitungen zur Eigenversorgung einen An­schluß für die Rohre, Kabel u.dgl. der zu verlegenden Lei­tungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Vortriebs­körper (1) eine koaxiale Werkzeugaufnahme (3) dreh- und antreibbar gelagert ist, an der das Schlagwerkzeug (7) exzentrisch und der Vortriebskopf (8) zentrisch sitzen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise stirnseitig mit Abtragsschneiden (9) od.dgl. bestückte Vortriebskopf (8) asymmetrisch zur Dreh­achse ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, daß der Vortriebskörper (1) einen auswärts gewölbten Mantel (2) aufweist, in dem vorzugsweise Längsrillen vorge­sehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahme (3) zusätzlich einen Rüttler (10) trägt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Werkzeugaufnahme (3) ein An­triebsmotor (4) abgestützt ist, der ein mit einem Innenzahn­kranz (5) des Vortriebskörpers (1) kämmendes Ritzel (6) treibt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (4) im Sinne einer zyklischen Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit ansteuer­bar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Zuleitungen (11) eine Umfangs­markierung aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Vortriebskörper (1) für den Anschluß der Rohre (16), Kabel u.dgl. eine bewegliche Anhängekupplung (12) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anhängekupplung (12) aus einem über ein Gehänge (13) an einer Halterung (14) des Vortriebskörpers (1) ange­lenkten Klemmring (15) od.dgl. besteht.

Zeichnung