DE10144973A1

DE10144973A1 - Flügelräumer

Info

Publication number: DE10144973A1
Application number: DE10144973A
Authority: DE
Inventors: Dieter Wurm
Original assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-04-10
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: DE10144973B4

Abstract

Flügelräumer zum Bohren eines Erdkanals mit Düsen für ein Bohrmedium, einem Anschluß an eine Bohrmedienquelle und mindestens zwei Räumblättern mit einer vortriebsseitigen und einer vortriebsabgewandten Fläche, bei dem die Räumblätter mindestens eine Kammer ausbildende Hohlkörper darstellen, wobei die Kammer mit der Bohrmedienquelle verbunden ist und die Düsen mit Bohrmedium versorgt.

Description

Zum grabenlosen Verlegen von Rohrleitungen sind verschiedene statisch oder dynamisch arbeitende Vortriebsverfahren bekannt, bei denen ein unterirdischer Kanal mit Hilfe eines Vortriebs- oder Aufweitwerkzeugs erzeugt oder aufgeweitet wird. Sofern Rohrleitungen nicht direkt beim Erstellen einer Erdbohrung in das Erdreich eingezogen werden, wird zunächst eine Pilotbohrung erzeugt, um dann den im Erdreich vorhandenen Kanal mit Hilfe eines sogenannten "Backreamers" in seinem Durchmesser zu vergrößern. In der Regel geschieht dies, indem der für die Pilotbohrung verwendete Vortriebskopf nach dem Erstellen der Pilotbohrung gegen ein Aufweitwerkzeug ausgetauscht wird. Beim gestängevermittelten Erdbohren kann das Aufweitwerkzeug dann in entgegengesetzter Richtung durch die Pilotbohrung zurückgezogen werden, wobei sich der Durchmesser des Erdkanals entsprechend dem verwendeten Aufweitwerkzeug vergrößert.
In anderen Fällen wird ein solches Aufweitwerkzeug eingesetzt, um bestehende Rohrleitungen zu reinigen oder zu zerstören, um diese durch eine neue Rohrleitung zu ersetzen.
Aufweitwerkzeuge zur Erfüllung dieses Zwecks sind in vielgestaltiger Form, beispielsweise in Form von Schneckenwendeln oder Flügelwendeln bekannt. Aus der DE 197 18 527 A1 ist eine Vorrichtung zum Aufweiten einer Erdbohrung bekannt, bei der eine Räumwendel mit einer konischen Hüllfläche, die drehbar in einem Lagerstück angeordnet ist und das abgebaute Erdreich entgegen der Vortriebsrichtung abfördert, bekannt.
Aus der US-Patentschrift 4 925 344 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der am Ende eines rohrförmigen Bohrgestänges ein Bohrkopf in Gestalt eines mit einer Schneidwendel besetzten Konus angeordnet ist. In diesem Fall dient der Schneidwendel als Werkzeug zum Zerstören einer erdverlegten Rohrleitung und gleichzeitig zum Abfördern der Rohrscherben.
Aus der EP 0 905 347 A2 ist ein Aufweitwerkzeug in Form einer Flügelwendel bekannt, bei dem Räumscheiben exzentrisch in einem bestimmten Winkel hintereinander angeordnet auf einer Welle in unterschiedlichen Kreissegmenten der Welle fixiert sind, so daß das Erdreich bei einer Rotation der Welle an verschiedenen Angriffspunkten durch die Kanten der Räumscheiben abgetragen wird.
Des weiteren ist aus der US-Patentschrift 5 687 807 ein Aufweitwerkzeug bekannt, bei dem zwei mit Schneidelementen besetzte, sich auf einer Welle gegenüberliegende Bogenstücke zum Abtrag des Erdreichs dienen. Die Bogenstücke weisen eine zentrale Bohrung und den Schneidelementen gegenüberliegend angeordnete Düsen auf. Die Düsen dienen dazu, mit Hilfe eine Bohrmediums abgetragenes Erdreich fortzuspülen.
Die im Stande der Technik bekannten Werkzeuge zum Aufweiten von Erdkanälen sind aufwendig in der Herstellung und lassen sich nachträglich nicht an andere als den einmal gewählten Durchmesser anpassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Bohren eines Erdkanals zu schaffen.
Der Begriff "Erdkanal" im Sinne der vorliegenden Erfindung erfaßt jede Art von Erdbohrung, Erdleitung oder Rohrleitung, die sich durch Einsatz eines entsprechenden Werkzeugs aufweiten, zerstören, aufschneiden oder reinigen läßt.
Der Begriff "Bohren" umfaßt jede Art von Bearbeiten eines Erdkanals einschließlich dessen Erzeugen, Aufweiten, Zerstören, Aufschneiden oder Reinigen.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Flügelräumer weist Düsen auf, die vorzugsweise auf der transportabgewandten, d. h. auf der der Ortsbrust zugewandten Fläche der Räumblätter angeordnet sind und/oder direkt in der Schneide integriert sind. Eine vorzugsweise aus abrassionsbeständigem Werkstoff, z. B. Manganstahl bestehende Schneidkante dient dabei zum Abtragen des Erdreichs, der Inkrustierungen oder der Rohrwandungen eines Altrohres, wobei die Düsen in bezug auf die durch die rotierenden Schneidkanten ausgebildete Schnittebene aufgrund der Flügelgeometrie zurückversetzt angeordnet sind. So kann das Erdreich beim Vortrieb aufgeweicht und gelöst werden, durch die Schneidkanten abgeschält und aufgrund der Rotation des Flügelräumers in der dem Vortrieb entgegengesetzten Richtung abtransportiert werden, ohne daß die Gefahr eines Verstopfens der Düsen besteht. Die den Düsen gegenüberliegenden, d. h. der Bohrlochsohle abgewandten Flächen der Räumblätter bewirken dabei den Abtransport des Erdreichs durch den aufgeweiteten Erdkanal.
Die Räumblätter weisen vorzugsweise eine Länge oder Umschlingung von R Gang auf, wobei die Verwendung von drei Blättern besonders vorteilhaft ist. Die Räumblätter können eine lineare, progressive oder degressive Steigung aufweisen. Die Änderung der Steigung kann auch in Stufen erfolgen. Die Veränderung der Steigung ändert den Abtransport des Bohrkleins und damit die Fähigkeit die Ortsbrust frei zu halten und verhindert ein Verstopfen des Zwischenraums zwischen den Flügeln bzw. ein Verstopfen des Bohrkanals. Die Bohrwelle kann spitz zulaufen, wodurch sich die Blattfläche im Bereich des dünneren Bohrwellenabschnitts entsprechend vergrößert. Hierdurch wird ebenfalls der Abtransport des Bohrkleins verbessert.
Die ansteigende Fläche kann dadurch noch eine zusätzliche mechanische Kraftkomponente zum Räumen aufbringen.
Die Schneidkanten der Räumblätter können mit Zähnen oder Bits besetzt sein.
Je nach Ausgestaltung der Räumblätter bzw. des erfindungsgemäßen Flügelräumers kann die Erfindung besonders vorteilhaft zum Aufweiten einer Pilotbohrung oder zum Reinigen von Rohrleitungen eingesetzt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau der Räumblätter, die vorzugsweise aus beabstandeten, aber an ihren Kanten verschweißten Blechen mit Helixgeometrie bestehen, läßt sich der Durchmesser auch nach der Herstellung des Flügelräumers noch ändern, indem an der Außenkante der Flügelsegmente Material abgenommen und diese mit neuem Durchmesser neu verschweißt werden.
Der erfindungsgemäße Flügelräumer ist besonders einfach in der Herstellung und robust im Betrieb. Die Flügel können beliebig auf der Welle angeordnet und beispielsweise bis je 360° gewendelt sein. Je nach Erdreich kann die Wendelung jedoch auch weniger als 90° betragen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind auch auf der der Ortsbrust abgewandten Seite der Räumblätter Düsen angeordnet, um den Abtransport des Erdreichs zu verbessern.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Flügelräumers besteht in seiner leichten Bauart, die den Einsatz auf der Baustelle erleichtert.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Flügelräumer und
Fig. 2 eine Detailansicht eines Räumblattes eines Flügelräumers gemäß Fig. 1.
Der erfindungsgemäße Flügelräumer 1 weist Räumblätter 20, 22 auf, die auf einer Bohrwelle 30 mit R Gang angeordnet sind und eine progressive Steigung der Blattflächen 24 besitzen, die in Schneidkanten 28 münden.
Die Schneidkanten 28 der Räumblätter 20, 22 sind dem Gestänge zugewandt, so daß bei einer Rotation des Gestänges die Ortsbrust durch die Schneidkanten 28 abgeschält werden. Die Räumblätter sind so angeordnet, daß zwischen ihnen ein Transportfreiraum 40 verbleibt, durch welchen das abgetragene Erdreich in Richtung des aufgeweiteten Erdkanalabschnitts abtransportiert werden kann. Der Abtransport erfolgt dabei aufgrund der Rotation durch die dem Gestänge abgewandten Flächen 24 der Räumblätter 20, 22. Diese weisen eine progressive Steigung auf.
Auf den der Ortsbrust zugewandten Blattflächen sind Düsen 50 angeordnet, welche der Ortsbrust ein Bohrmedium zum Aufweichen des Erdreichs und Kühlen der Schneidkanten 28 zuführen. Das Bohrmedium wird den Düsen 50 über einen Medienkanal 60 und einen durch die Wandflächen der Räumblätter in den Räumblättern ausgebildeten Hohlraum 70 zugeführt.
Da sich die Düsen im "Schatten" der Räumblätter befinden, wird ein Verstopfen der Düsen auch bei lehmigen Böden vermieden.

Claims

1. Flügelräumer zum Bohren eines Erdkanals mit Düsen für ein Bohrmedium, einem Anschluß an eine Bohrmedienquelle und mindestens zwei Räumblättern mit einer vortriebsseitigen und einer vortriebsabgewandten Fläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumblätter (20, 22) mindestens eine Kammer ausbildende Hohlkörper darstellen, wobei die Kammer mit der Bohrmedienquelle verbunden ist und die Düsen (50) mit Bohrmedium versorgt.

2. Flügelräumer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (50) auf der transportabgewandten, d. h. der Ortsbrust zugewandten Fläche der Räumblätter (20, 22) angeordnet sind.

3. Flügelräumer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel eine Schneidkante (28) aus Manganstahl aufweisen.

4. Flügelräumer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine progressive Steigung der Räumblätter (20, 22).

5. Flügelräumer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumblätter (20, 22) mit einer Länge oder Umschlingungswinkel von R Gang angeordnet sind.

6. Flügelräumer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch drei Flügel.

7. Flügelräumer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel eine Schneidkante (28) mit Zähnen oder Bits aufweisen.

8. Flügelräumer zum Bohren eines Erdkanals mit Düsen für ein Bohrmedium, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (50) auf der der Ortsbrust zugewandten Seite mindestens eines Räumblattes angeordnet sind.

9. Verwendung eines Flügelräumers nach Anspruch 1 zum Aufweiten einer Erdbohrung.

10. Verwendung eines Flügelräumers nach Anspruch 1 zum Reinigen einer Rohrleitung.

11. Verfahren zum Bohren mit einem Flügelräumer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügelräumer (1) an einem Ende eines in eine Pilotbohrung eingebrachten und mit einem Zug- oder Schubantrieb verbundenen Gestänges so fixiert wird, daß die sich aus der Drehrichtung ergebende Stirnfläche der Flügel von dem Gestänge abgewandt ist und beim Einziehen in das Erdreich so rotiert wird, daß die Stirnfläche das Erdreich entgegen der Vortriebs- bzw. Zugrichtung des Gestänges abtransportiert.

12. Verfahren zum Herstellen eines gewünschten Durchmesser eines Flügelräumers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Außenkante der Flügel ein gewähltes Maß abgetrennt und die Außenkante daraufhin mit einem Blech zugeschweißt wird.