APPARATUS WORKING LIKE AN EXCAVATOR FOR PUSHING PIPES UNDER THE SOIL

Abstract: 1. An apparatus which operates on the earth removal principle for pressing pipes forward underground, having a support tube (1) and a conveyor screw (2) which is arranged therein and which at the advance end carries a first boring tool (4), and a further cutting tool (5, 6) which is rotatably mounted on the support tube (1) and which concentrically surrounds the first boring tool (4) and which is provided with its own drive (12) independently of the conveyor screw (2), characterised in that the further cutting tool, in the form of a cutting ring (5, 6), forms with the first boring tool (4) and the corresponding end of the conveyor screw (2), an entry cone (13) over which the cutting teeth (6) of the cutting ring (5, 6) extend.

Description: Nach dem Bodenentnahmeprinzip arbeitende Einrichtung zum unterirdischen Vorpressen von Rohren Die vorliegende Erfindung betrifft eine nach dem Prinzip der Bodenentnahme arbeitende Einrichtung zum unterirdischen Vorpressen von Rohren zur Herstellung eines unterirdischen Rohrvortriebs. Derartige Einrichtungen beinhalten ein Abstützrohr, in den' sowie in den an das ADstützrohr im Laufe des Vortriebes anekuppelten zu verlegenden Produktrohren eine Förderschnecke gelagert ist, deren Kopf ein Bohrwerkzeug trägt. Bei derartigen bekannte Einrichtung bohrt das Bohrwerkzeug das Erdreich an der Ortsbrust des Vortriebes auf und das aufgebohrte Material wird von der Förderschnecke zur Startgrube gefödert. Mit dem üblichen PreBgestänge wird das Abstützrohr nach und nach von der Startgrube aus vorgedrückt und es werden an das Abstützrohr im Laufe des Vortriebes nach und nach die Produktenrohre zur Bildung der Rohrtour angehängt. Nach diesem Prinzip arbeitende Einrichtungen arbeiten üblicherweise im Bohrungsbereich von 300-500 mm. Es kann sich um ungesteuerte Einrichtungen handeln, aber auch um gesteuerte Einrichtungen. Bei letzteren ist der vordere Bereich des Pbstützrohres zwecks Steuerung der Vorpressrichtung mehrfach schwenkbeweglich am Abstützrohr im übrigen gelagert. Diesem sogenannten Steuerkopf ist dabei dann eine Steuereinrichtunc zugeordnet, die von der Start grube aus betätigt werden kann. Die Steuereinrichturig selbst kann beispielsweise aus einer Einrichtung zur Erzeugung eines durch die Rohrtour gelenkten Richtstrahles, einer Zielscheibe im vorderen Bereich des hbstützrohres und einer Einrichtung zur Aus wartung der Zielscheibe bestehen. Bei den bekannten Einrichtungen der gattungsgemässen Art treten Probleme dann auf, wenn in besonders festem, womöglich noch mit eingelagerten Felsstücken bestückten Erdreich gearbeitet werden muss. Hierbei ist es nämlich äusserst schwierig, die dann für das Aufbohren der Ortsbrust erforderlichen hohen Drehmomente über den nach entsprechend weitem Vortrieb beträchtlich langen gesamten Förderschneckenstrang nach vorne zu bringen, den ja systemimmanent Dimensionierungsgrenzen gesetzt sind. Ferner kann es geschehen, dass sich das Bohrwerkzeug festfrisst, es andererseits aber, da die Förderschnecke nur in einer Drehrichtung arbeiten darf, nicht durch Drehrichtungsumkehr zum Freischneiden gebracht werden kann und unter Umständen die Gefahr besteht, dass bei festsitzendem Bohrwerkzeug samt Förderschnecke nun das Abstützrohr selbst zu drehen und zu rollen beginnt, welche Gefahr besonders dann gegeben ist, wenn noch nicht viel Produktenrohre ano2i;ängt sind oder wenn die Anhängung der Produktenrohre, wie es bei spiels- weise bei Betonrohren häufig der Fall ist, keine Ankupplung in Verdrehrichtung beinhaltet. Abgesehen davon, dass ein solches Verdrehen des Abstützrohres die Zielgenauigkeit der Bohrung beeinträchtigen kann, wird insbesondere bei steuerbaren Einrichtungen hierdurch die Zielsteuerung insgesamt unmöglich. Die im Abstütz- rohr angebrachte Zielscheibe muss ja im Hinblick auf die Förderschnecke ausserzenrisch sitzen und wandert von daher bei einer Verdrehung des Abstützrohres aus dem Richtstrahl heraus. Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der gattungsgemässen Art zu schaffen, die ein einwandfreies, ziel genaues Vortreiben der Rohre auch bei schwierigen, hohe Drehmomente erfordernden Bodenverhältnissen gewährleistet. Die erfindungsgemässe Lösung besteht ihren Wesen nach darin, dass im Kopfende des Abstutzrohres, das von der Förderschrzecke getragene Bohrwerkzeug abständio umQeberld, ein mit einem eigenen Antrieb versehener Schneidkranz drehbar gelagert ist. Die für das Schneiden der Ortsbrust manchmal erforderlichen hohen Drehmomente brauchen nun nicht mehr über den gesamten, manchmal recht langen Förderstreckenstrang nach vorn gebracht zu werden. Ein wesentlicher Teil der erforderlichen Drehmomente kann vielmehr gesondert dazu vom Antrieb des Schneidkranzes aufgebracht werden. Hohe Drehmomente für einen erhebliche Bereiche der Ortsbrust bearbeitenden Schneidkranz lassen sich auch dann besonders zuverlässig und ohne Beeinträchtigung der Einrichtung und gegebenenfalls ihrer Steuerungim übrigen dann aufbringen, wenn, wie gemäss einer bevorzucten Ausfübrungsform vorgesehen, der Antrieb für den Schneidkranz irr. kopfbereich des Abstützrohres untergebracht ist, wozu bei den hier in Betracht kommenden Rohrdurchmesserbereichen ausreichend Raum zur Verfügung steht. Der Schneidkranz mit seinem eigenen Antrieb ist ferner in sehr vorteilhafter Weise in seiner Drehrichtung unabhängig von der vorgegebenen einen Drehrichtung der Förderschnecke und damit des von der Förderschnecke getragenen Bohrwerkzeuges. Diese Unabhängigkeit ergibt zahlreiche Möglichkeiten, den Bohrvorgang insgesamt zu verbessern, ein Festfressen der Bearbeitungswerkzeuge insgesamt zu vermeiden und damit insbesondere auch Dreh- und Rollbewegungen des Abstützrohres bei festsitzenden Werkzeugen zu verhindern. Als besonders zweckmässig hat es sich dabei erwiesen, den Schneidkranz gegenläufig tu dem von der Förderschnecke getragenen Bohrwerkzeug anzutreiben. Die hierdurch gebildete Relativbewegung zwischen beiden Werkzeugen führt zu einem erleichterten, leistungsstärkeren Aufbohren der Ortsbrust und trägt auch mit dazu bei, dass insbesondere das Bohrwerkzeug auf der Förderschnecke, das ja quasi von dem Schneidkranz umgeben ist, sich nicht mehr festfrisst. Gemäss einr weiteren zweckmässigen huspestaltung ist der Schneidkranz reversierbar angetrieben. Sollte es doch noch einmal bei besonders schwierigen Verhältnissen, beispielsueise beim Arbeiten im Felsen, zu einem Festfressen des Schneidkranes korrnien, kann man ihn durch eine Umsteuerung seiner Antriebsrichtung zum Frei schnei den bringen. Der Schneidkranz bietet auch die Möglichkeit, die Ortsbrust grossflächig zu bearbeiten. Dabei ist gemäss einer besonders zweckmässigen Ausgestaltung vorzusehen, die Schneiden auf dem Schneidkranz sich bis hin zum Aussendurchmesser des Abstützrohres erstrecken zu lassen. Dies gewährleistet, dass tatsächlich die gesamte Querschnittsfläche der vorzutreibenden Rohre freigeschnitten wird und dies ist für das Vortreiben der Rohre durch das Pressgestänge bei Bodenverhältnissen mit eingelagerten Felsstücken oder überhaupt bei Bohrungen im Fels sehr wichtig. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen einer derartigen Einrichtung er3en sich aus den Unteranspruchen. Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Einrichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen Teillängsschnitt einer Einrichtung gemäS der Erfindung mit Darstellung des Kopfbereiches des Abstützrohres und der mit dem Bohrwerkzeug versehenen Förderschnecke. Die nach dem Bodenentnahmeprinzip arbeitende Einrichtung zum unterirdischen Vorpressen vor Rohren beinhaltet ein Abstützrohr 1, dessen hier interessierender vorderer Bereich in der Zeichnung ge2eiot ist. In dem Abstützrohr 1 ist der vordere Bereich einer Förderschnecke 2 anoeordnet, die in einem Hüllrohr 3 angeordnet ist, das seinerseits in dem Abstutzrohr 1 argeordnet ist. An das Absttitzrohr 1 werden beim Vorpressen der Rohre in üblicher Weise zunächst ein erstes Produktenrohr angekuppelt und dann dieses bei entsprechendem Vortrieb das nächste Produktenrohr usw.. Das Vortreiben der Rohrtour einschliesslich des Abstützrohres 1 erfolgt in der üblichen Weise von der Startgrube aus mit einem Pressgestänge. Falls es sich um eine steuerbare Einrichtung zum unterirdischen Vorpressen handelt, ist der dargestellte vordere Bereich des Abstützrohres 1 mehrfach schwenkbeweglich am Rest des Abstützrohres angelenkt und bildet damit einen Steuerkopf, der über eine Steuereinrichtung sowie eine Betätigungseinrichtung zielgenau in der gewünschten Vortriebsrichtung zu steuer ist. An dem Kopfende der Förderschnecke 2 ist ferner zum Aufbohren der Ortsbrust ein Bohrwerkzeug < befestigt, das durch die Drehung der Förderschnecke 2 in einer vorgegebenen Richtung rotierend antreibbar ist. Das erforderliche Drehmoment für das Bohrwerkzeug 2 wird vom Antrieb der Förderschnecke 2 aufgebracht und über den Förderschnekkenstrang übertragen. Die Förderschnecke 2 ist in der üblichen Weise aus einzelnen Stücken zusammengesetzt, die je nach Länge des jeweiligen Vortriebes entsprechend aneinandergekuppelt werden. Im Kopfende des Abstützrohres 2 ist nun ein Schneidkranz 5 drehbar gelagert, der stirnseitig mit Schneiden 6 bestückt ist, wobei die Schneiden 6 mittels Schrauben 7 auswechselbar an dem Schneidkranz 5 befestigt sind. Der Schneidkranz 5 selbst ist mittels Schrauben 8 an einem lnnenzahnkörper 9 befestigt, der über ein Wälzlager 10 im Kopfende des Abstützrohres 1 drehbar gelagert ist und dessen Innenverzahnung mit den Ritzeln 11 beispielsweise zweier Hydraulikmotore 12 in Eingriff steht.Die Hydraulikmotore 12 sind an Flanschen des Abstützrohrs 1 in dessen Kopfbereich befestigt. Die Hydrauliknjtore werden iiber entsprechende 2uführungsleitungen, die inne und ausser, an der Rohrtour urid dem AbstüLzrohr 1 mitoefütlrt werden, von der Startgrube aus bctatigt urid gesteuert. Die Schneiden 6 des Schneidkranzes 5 sind zweckmässig so ausgestaltet, dass sich ihre an der Ortsbrust schneidende Zahnung bis hin zum Aussendurchmesser des Abstützrohres 1 erstreckt. Zweckmässig ist dabei diese Zahnung auch noch auf dem Aussenmantel der Schneiden 6 vorgesehen, so dass dank dieser Ausgestaltung die gesamte Querschnittsfläche der einzupressenden Produktrohre und des Abstützrohres 1 an der Ortsbrust freigeschnitten werden und somit deren Vorpressen problemlos selbst bei im Erdreich eingelagerten Felsstücken oder bei Bohrarbeiten im Fels möglich ist. Die Schneiden 6 sind konzentrisch abständig zu dem Bohrwerkzeug 4 an der Förderschnecke 2 angeordnet. Sie definieren ferner einen sich zur Mittel längsachse der Einrichtung hin verJüngenden inneren Einizufkeoel 13. Dieser Einlaufkegel 13 setzt sich an der inneren Wandbegrenzung des Schneidkranzes 5 fort und ist auch hier noch mit einer Zahnung versehen. Der Schneidkranz 5 weist ferner einen das Vorderende der Schnecke 2 uwuebenden inneren und nach hinten weisenden Hüllrohrstutzen 14 auf, der in seinem hinteren Bereich gegen einen Flansch des Abstützrohres 1 abgestützt und abgedichtet ist. Der Schneidkranz 5 ist ferner über eine Ringdichtung-15 gegen den Aussenring des wälzlagers 10 abgedichtet. Die Drs,richtung der Förderschnecke 2 ist dadurch vorgegeben,dass es ihre Aufgabe ist, den von dem Bohrwerkzeug 4 und den Schneiden 6 des Schneidkranzes 5 aus der Ortsbrust gebohrten bzw. oeschnittenen Boden zur Startgrube zu fördern. Das Bohrwerkzeug 4 hat zwangsnotwendig eben diese Drehrichtung. Über die räumlich in unmittelbarer Nähe des Schneidkranzes 5 angeordneten Hydraulikmotore 12 können nicht nur hohe Drehmomente, und zwar unabhängig von der Förderschnecke 2 und der Bohrwerkzeuc 4, aufgebracht werden, darüberhir,aus ist die Anordnung so getroffen, dass normalerweisederSchneidkranz 5 mit den Schneiden 6 gegenläufig zu dem Bohrwerkzeug 4 dreht. Hier durch ergibt sich eine verstärkte Relati'bewegung zwischen diesen Bearbeitungswerkzeugen, die das Aufreissen des Erdreiches an der Otsbrut erleichtert und auch mit dazu beiträgt, dass sich die herFvze,Jce nicht festfressen. insbesondere ein Festfressen des Bohr wgkzeuges 4 ist bei dieser Ausgestaltung praktisch nicht mehr zu erwarten. Der Antrieb für den Schneidkranz 5 samt Schneiden 6 ist darüberhinaus als Reversierantrieb ausgebildet, so dass, sollte sich insbesondere beim Bohren im Fels der Schneidkranz 5 mit den Schneiden 6 doch einmal noch festfressen, eine Umsteuerung der Drehrichtung möglich ist, was dann umgehend zu einem Freischneiden der Schneiden 6 führt. Insbesondere lässt sich hierdurch auch mit sehr grosser Sicherheit vermeiden, dass bei stehenden, weil festgefressenen Bearbeitungswerkzeugensich das Abstützrohr 1 verdreht, unkontrollierte Rollbewegungen voll führt und damit seine Zielrichtung verliert, oder aber hierdurch bei einer steuerbaren Vorpresseinrichtung die Steuerung funktionsunfähig wird, etwa dadurch, dass eine dieser Steuereinrichtung zueigene und im Ab- stützrohr 1 aussermittig argeordnete Zielscheibe aus oem sie be aufschlagenden Richtstrahl herauswandert. Eine bei Begirlr aes Festfressens e; ;wa bereits erfolgte kleine Verdrehung des Abstütz- rohres 1 wird durch die Umkehrung der Drehrichtung des Schneidkranzes 5 mit seinen Schneiden 6 wieder ausgeglichen und rüc- gängig gemacht.

Claims: Patentansprüche 1. tGch dem Prinzip der Bodenentnahme arbeitende Einrichtung zum unter irdischen Vorpressen von Rohren, mit einem Abstü.zrohr und einer darin angeordneten Förderschnecke, deren Kopf ein Bohrwerkzeug trägt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass im kopfende des Abstützrohres (1), das von der Förderschnecke (2) cetracene Bohrwerkzeug (4) abstandig umgebend, ein mit einem eigenen Antrieb (12) versehener Schneidkranz (5, 6) drehbar gelagert ist. 2.- Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneid kranz (5, 6) gegenläufig zur Drehrichtung des von der Förderschnecke (2) getragenen Bohrwerkzeuges (4) antreibbar ist. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkranz (5, 6) reversierbar antreibbar ist. 4. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkranz (5) mit Schneiden (6) versehen ist, deren Zahnung sich hin bis zum Aussendurchmesser des Abstützrohres (1) erstreckt. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch qei:ennzeichnet, dass sich die Zahnungen der Schneiden (6) über deren Stirnflächen sowie deren AuSer,- mantel und einen inneren, das Ende der Förderschnecke (2) und das dort befindliche Bohrwerkzeug (4) abstandig umgebenden Einlauf kegel (13) erstrecken. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Einlauf kegel (13) zur Mittellängsachse nach innen hin an dem Schneidkranz (5) fortsetzt. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (6) auswechselbar an dem Schneidkranz (5) befestigt sind. 8. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkranz (5) einen rückwärtigen Hüllrohrstutzen (14) aufweist, der abgedichtet in dem Abstützrohr (1) gelagert ist und der das vordere Ende der Förderschnecke (2) umgibt. 9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch geenzeichnet, dass der eigene Antrieb des Schneidkranzes (5, 6) aus ein oder mehreren, im Kopfbereich des Abstützrohres (1) vorgesehenen Hydraulikmotoren (12) gebildet ist. 10. Einrichtung nach den ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkranz (5) an einem Innenzahnteil (9) befestigt ist, das mittels einem Wälzlager (10) im Kopfende des Abstützrohres (1) gelagert ist und dessen Innenverzahnung mit Ritzeln (11) in Eingriff steht, die durch im Abstützrohr (1) befestigte Hydraulikmotore (12) antreibbar sind.

Inventors: BOSSE, CARL B., WEHLING, FRITZ
Applicants: WITTE BOHRTECHNIK GMBH
Application year: 1985
Main classification: E21B7
IPC codes: E21B4, E21B10, E21B7