CH680776A5

CH680776A5 - Cutting and opening up underground pipes - using tool with cable winch to pull cutter cone through old pipeline

Info

Publication number: CH680776A5
Application number: CH210491A
Authority: CH
Inventors: Samuel Minder
Original assignee: Minder Schweiss Service
Priority date: 1991-10-30
Filing date: 1991-10-30
Publication date: 1992-11-13

Abstract

The tool is used to open-up underground pipes of steel, cast steel, etc.. Access is gained to both ends of the pipe line (1) to be opened, a cable winch is anchored to one end, and the cable is passed through the pipe line to the other end. A cutter cone (3) with cutting blades (7) is fixed to the other end. The cutter cone is pulled through the pipeline by the winch, to cut it open. The max. diameter of the cutter cone is larger than the pipe dia.. The cone is fastened to a hammer (4), which applies an impact energy to the cone, while it is pulled through the pipe. A new pipe is drawn into the cut, widened pipe, immediately after the cone. USE/ADVANTAGE - Universal use, simple tool, opens-up welded pipelines etc., using few personnel, and little time.

Description

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CH 680 776 A5 CH 680 776 A5

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftrennen von im Erdreich verlegten Rohrleitungen. The invention relates to a method and a device for cutting pipes laid in the ground.

Versorgungs- und Entsorgungsleitungen im Erdreich müssen in bestimmten Zeitabständen erneuert oder saniert werden. Derartige Rohrleitungen bestehen vielfach aus Stahl, Stahlguss oder Sphäro-guss. Nach den bisher bekannten Methoden wurden die Rohrleitungen entweder ausgegraben oder ausgestossen. Letzteres ist aber nur über relativ kurze Distanzen möglich. Einzig bei Rohrleitungen aus Kunststoffmaterial oder aus anderen relativ weichen Materialien war das Aufsprengen der bestehenden Rohrleitung und das Einziehen einer neuen Rohrleitung vor Ort bereits bekannt. Supply and disposal lines in the ground must be renewed or renovated at certain intervals. Such pipelines often consist of steel, cast steel or spheroidal cast iron. According to the previously known methods, the pipes were either dug out or ejected. The latter is only possible over relatively short distances. Only in the case of pipes made of plastic material or other relatively soft materials was the blowing up of the existing pipe and pulling in a new pipe already known on site.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Auftrennen von im Erdreich verlegten Rohrleitungen zu schaffen, das universell eingesetzt werden kann und mit dem bei geringem Personal- und Zeitaufwand auch geschweisste, gemuffte oder geschraubte Rohrleitungen aus Stahl, Stahlguss oder Sphäroguss aufgetrennt werden können, um unmittelbar vor Ort eine neue Rohrleitung einziehen zu können. Die Erfindung betrifft auch eine konstruktiv einfache und zweckmässige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Diese Aufgabe wird in verfahrensmässiger Hinsicht mit einem Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und in vorrichtungsmässiger Hinsicht mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 4 gelöst. It is therefore an object of the invention to provide a method for cutting underground pipelines which can be used universally and which can also be used to cut welded, sleeved or screwed pipelines made of steel, cast steel or nodular cast iron with little expenditure of personnel and time in order to be able to pull in a new pipe directly on site. The invention also relates to a structurally simple and expedient device for performing the method. In terms of the method, this object is achieved with a method with the features of claim 1 and in terms of the device with a device with the features of claim 4.

Der mit den Schneidkanten versehene Schneidkegel kann die Zugkraft der Seilwinde auf optimale Art zum Auftrennen der Rohrleitung umsetzen. Auch Schweissverbindungen oder Muffen werden mühelos durchgetrennt. Eine Optimierung der Schneidwirkung kann dabei bewirkt werden, wenn der Schneidkegel an einem Schlaghammer befestigt wird, der beim Durchziehen durch die Rohrleitung den Schneidkegel mit einer Schlagenergie beaufschlagt. The cutting cone with the cutting edges can optimally implement the pulling force of the cable winch to cut the pipeline. Welded connections or sleeves are also easily cut. The cutting effect can be optimized if the cutting cone is fastened to a hammer which, when pulled through the pipeline, applies an impact energy to the cutting cone.

Auf dem Schneidkegel sind wenigstens zwei Schneidkanten angeordnet, die sich vom kleineren Kegeldurchmesser gegen den grösseren Kegeldurchmesser erstrecken, wobei am Schneidkegel Mittel zum Einspannen eines Zugseils angeordnet sind. Die Schneidkanten sind vorzugsweise einander diametral gegenüberliegend angeordnet und verlaufen geradlinig. Je nach Anwendungsfall könnten aber auch mehrere Schneidkanten vorgesehen werden, um die Rohrleitung in die gewünschte Anzahl Einzelsegmente aufzutrennen. At least two cutting edges are arranged on the cutting cone, which extend from the smaller cone diameter to the larger cone diameter, with means for clamping a traction cable being arranged on the cutting cone. The cutting edges are preferably arranged diametrically opposite one another and run in a straight line. Depending on the application, several cutting edges could also be provided in order to separate the pipeline into the desired number of individual segments.

Eine besonders vielseitige Anwendbarkeit des Schneidkegels ergibt sich, wenn er ausgehend vom kleineren Kegeldurchmesser einen zylindrischen Halsabschnitt aufweist, auf den Führungshülsen mit unterschiedlichem Aussendurchmesser aufschiebbar sind, die den Schneidkegel in der Rohrleitung zentrisch führen. Bei entsprechender Auslegung des maximalen Kegeldurchmessers können auf diese Weise mit dem gleichen Werkzeug verschiedene Rohrdurchmesser bearbeitet werden. Die zentrische Führung mit Hilfe der Führungshülsen bewirkt, dass die Schneidkräfte stets gleichmässig auf die Rohrleitung einwirken und dass eine Verkantung des Schneidkegels verhindert wird. A particularly versatile application of the cutting cone is obtained if, starting from the smaller cone diameter, it has a cylindrical neck section on which guide sleeves with different outside diameters can be slid, which guide the cutting cone centrally in the pipeline. If the maximum cone diameter is designed accordingly, different pipe diameters can be machined using the same tool. The central guidance with the aid of the guide sleeves ensures that the cutting forces always act evenly on the pipeline and that the cutting cone is not tilted.

Wenn der Schneidkegel als Hohlkegel ausgebildet ist, kann der Schlaghammer besonders vorteilhaft kraftschlüssig angesetzt werden. If the cutting cone is designed as a hollow cone, the percussion hammer can be used in a particularly advantageous, non-positive manner.

Weitere Einzelmerkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und aus den Zeichnungen. Es zeigen: Further individual features and advantages of the invention result from the following description of an exemplary embodiment and from the drawings. Show it:

Fig. 1 eine Gesamtanordnung zum Auftrennen einer Rohrleitung, 1 shows an overall arrangement for separating a pipeline,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen an ein Zugseil angekuppelten Schneidkegel, 2 shows a cross section through a cutting cone coupled to a traction cable,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Schneidkegel ohne Verbindungsmittel, 3 shows a cross section through a cutting cone without connecting means,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Ebene A-A gemäss Fig. 3 in etwas vergrössertem Massstab, und 4 shows a section through the plane A-A according to FIG. 3 on a somewhat enlarged scale, and

Fig. 5 eine Draufsicht in Axialrichtung auf die Kegelhülse gemäss Fig. 3. 5 is a plan view in the axial direction of the taper sleeve according to FIG. 3.

Anhand der Gesamtanordnung gemäss Fig. 1 wird zunächst der Arbeitsvorgang beschrieben. Eine im Erdreich 2 verlegte Rohrleitung 1, beispielsweise aus Stahlguss, soll erneuert werden. Dazu wird zunächst an beiden Enden der Rohrleitung je ein Graben 5 und 5' ausgehoben, der ca. 3 m lang, 1,5 m breit ist und genügend tief ist, um die Enden der Rohrleitung freizulegen. Im Graben 5 wird nun eine Seilwinde, beispielsweise eine Spielwinde mit einer Zugkraft von mindestens 20 kN, verankert. Das Seil 22 der Seilwinde wird durch die Rohrleitung 1 hindurch bis ans andere Ende in den Graben 5' geführt. Dort wird auf nachstehend noch näher beschriebene Art und Weise ein Schlaghammer 4 mit einem aufgesetzten Schneidkegel 3 am Zugseil befestigt. Der Schlaghammer hat eine minimale Schlagenergie von beispielsweise 150 kN. Er wird von einem Kompressor angetrieben, der wenigstens 7,5 m3/min. fördern kann. Anschliessend wird der Schneidkegel 3 an das freigelegte Ende der Rohrleitung 1 angesetzt und die Seilwinde 6 wird aktiviert. Beim Durchziehen trennt der mit Schneidkanten versehene Schneidkegel 3 die Rohrleitung 1 auf der gesamten Länge auf und bewirkt gleichzeitig eine Aufweitung der verbleibenden Rohrsegmente. Eine neue Rohrleitung kann jetzt unmittelbar vor Ort neu eingezogen werden. The working process will first be described with reference to the overall arrangement according to FIG. 1. A pipe 1 laid in the ground 2, for example made of cast steel, is to be replaced. For this purpose, a trench 5 and 5 'is dug at both ends of the pipeline, which is about 3 m long, 1.5 m wide and deep enough to expose the ends of the pipeline. A cable winch, for example a play winch with a tensile force of at least 20 kN, is now anchored in the trench 5. The rope 22 of the winch is passed through the pipeline 1 to the other end in the trench 5 '. There, a percussion hammer 4 with an attached cutting cone 3 is attached to the traction rope in the manner described in more detail below. The impact hammer has a minimum impact energy of, for example, 150 kN. It is driven by a compressor that is at least 7.5 m3 / min. can promote. The cutting cone 3 is then attached to the exposed end of the pipeline 1 and the cable winch 6 is activated. When pulling through, the cutting cone 3 provided with cutting edges separates the pipeline 1 over the entire length and at the same time causes the remaining pipe segments to widen. A new pipeline can now be installed directly on site.

Aus Fig. 2 sind Einzelheiten des erfindungsge-mässen Schneidkegels 3 ersichtlich. Auf dem Kegelmantel 10 sind die beiden Schneidkanten 7 und T sich diametral gegenüberliegend angeordnet. Ausgehend vom kleineren Kegeldurchmesser ist ein zylindrischer Halsabschnitt 8 angeordnet. Auf diesen Halsabschnitt können Führungshülsen 9 mit unterschiedlichem Aussendurchmesser aufgeschoben werden. Der Aussendurchmesser der Führungshülsen ist jeweils dem Innendurchmesser der Rohrleitung 1 angepasst. Die aufgeschobene Führungshülse bewirkt, dass der Schneidkegel stets zentrisch geführt wird. 2 shows details of the cutting cone 3 according to the invention. On the cone jacket 10, the two cutting edges 7 and T are arranged diametrically opposite one another. Starting from the smaller cone diameter, a cylindrical neck section 8 is arranged. Guide sleeves 9 with different outside diameters can be pushed onto this neck section. The outer diameter of the guide sleeves is adapted to the inner diameter of the pipeline 1. The slid-on guide sleeve ensures that the cutting cone is always guided centrally.

Wie dargestellt, muss selbstverständlich auch die Dimensionierung des Schneidkegels der aufzutrennenden Rohrleitung angepasst sein, d.h. der As shown, the dimensioning of the cutting cone of the pipeline to be cut must of course also be adapted, i.e. the

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maximale Aussendurchmesser des Schneidkegels muss in jedem Fall grösser sein als der maximal mögliche Rohrdurchmesser. Der Kegelwinkel liegt vorzugsweise etwa zwischen 30° und 50°. The maximum outside diameter of the cutting cone must always be larger than the maximum possible pipe diameter. The cone angle is preferably between about 30 ° and 50 °.

Das Ende des Zugseils 22 ist mit einer Gewindestange 14 verbunden. Auf der Gewindestange sitzt eine Spannmutter 15 und eine U-Scheibe 16. Am Ende der Gewindestange ist eine Platte 17 ange-schweisst, die eine Bohrung 19 aufweist. Durch diese Bohrung kann ein Haltebolzen 18 durchgeschoben werden, der auch gleichachsige Bohrungen 20, 20' (Fig. 5) in der Kegelhülse durchdringt. Auch der an den Schneidkegel angesetzte Schlaghammer 4 wird mit Hilfe des Haltebolzens 18 kraftschlüssig verbunden. Durch Anziehen der Spannmutter 15 kann die ganze Anordnung verspannt werden. The end of the pull cable 22 is connected to a threaded rod 14. A clamping nut 15 and a washer 16 are seated on the threaded rod. At the end of the threaded rod, a plate 17 is welded, which has a bore 19. Through this hole, a retaining pin 18 can be pushed, which also penetrates coaxial bores 20, 20 '(Fig. 5) in the tapered sleeve. The hammer 4 attached to the cutting cone is also non-positively connected with the aid of the retaining bolt 18. The entire arrangement can be clamped by tightening the clamping nut 15.

Aus den Fig. 3 bis 5 sind insbesondere Einzelheiten der Schneidkanten ersichtlich. Im Kegelmantel 10 sind Nuten 21 vorgesehen, in welche prismatische Stahlprofile 11 eingelegt werden können. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Profil mit rechteckigem Querschnitt. Die eingelegten Profile werden durch Verschweissen fest mit dem Kegelmantel verbunden. Die aus dem Kegelmantel herausragende Oberfläche der Profilstäbe 11 wird durch Auftragsschweissung, durch Aufspritzen oder auf andere geeignete Weise mit einer ver-schleissfesten Panzerung 12 geschützt. Details of the cutting edges can be seen in particular from FIGS. 3 to 5. Grooves 21 are provided in the conical jacket 10, into which prismatic steel profiles 11 can be inserted. In the exemplary embodiment, it is a profile with a rectangular cross section. The inserted profiles are firmly connected to the cone jacket by welding. The surface of the profiled bars 11 protruding from the conical jacket is protected by hard facing, spraying or in some other suitable manner with wear-resistant armor 12.

Die Innenwand 13 des Hohlkegels kann den Schlaghammer formschlüssig aufnehmen. Die Achse der beiden Bohrungen 20 und 20' im Kegelmantel 10 verläuft im rechten Winkel zur Längsachse des Schneidkegels 3. The inner wall 13 of the hollow cone can receive the impact hammer in a form-fitting manner. The axis of the two bores 20 and 20 'in the cone jacket 10 runs at right angles to the longitudinal axis of the cutting cone 3.

Claims

1. A method for cutting pipes laid in the ground, characterized in that first both ends of the pipe to be separated (1) are made accessible, that at one end a cable winch (6) is anchored, the cable (22) through the pipe to is passed at the other end that a cutting cone (3) provided with cutting edges (7) is fixed at the other end, the largest diameter of which is larger than the pipe diameter, and that the cutting cone (3) with the cable winch (6) through the pipeline (1 ) is pulled, whereby the pipeline is cut in the longitudinal direction by the cutting edges.

2. The method according to claim 1, characterized in that the cutting cone is attached to a percussion hammer (4) which acts upon the cutting cone with an impact energy when it is pulled through the pipeline.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a new pipeline is drawn through the separated and by the cutting cone (3) widened pipeline (1).

4. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized by a cutting cone (3), on the cone jacket (10) of which at least two cutting edges (7, 7 ') are arranged, which extend from the smaller cone diameter to the larger cone diameter,

wherein means (14 to 18) for clamping a traction cable (22) are arranged on the cutting cone.

5. The device according to claim 4, characterized in that the cutting cone (3) starting from the smaller cone diameter has a cylindrical neck portion (8) and that guide sleeves (9) can be pushed onto the neck portion with different outer diameters, which guide the cutting cone centrally in the pipeline .

6. The device according to claim 4 or 5, characterized in that the cutting cone is designed as a hollow cone and that within the hollow cone a hammer (4) can be non-positively attached.

7. Device according to one of claims 4 to

6, characterized in that the means for clamping the pull cable (22) have a threaded rod (14) which can be connected to the pull cable, on which a clamping nut (15) is screwed and at the end of which a plate (17) with a bore (19) is attached that the threaded rod is carried out centrally through the cutting cone (3) and that a retaining bolt can be pushed across the hole in the plate and through coaxial bores (20, 20 ') in the cutting cone, the retaining bolt being tightened against the Cutting cone is clamped.

8. Device according to one of claims 4 to

7, characterized in that the cutting edges (7, 7 ') consist of polygonal steel profiles inserted into the cone jacket (10).

9. The device according to claim 8, characterized in that the cutting edges are protected with a wear-resistant armor (12).

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