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Title:
CONNECTION COUPLING FOR A TRACTION DEVICE FOR LAYING CABLES OR THE LIKE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/003606
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a connection coupling (9) for a traction device for laying pipelines or cables in particular. The connection coupling (9) comprises a coupling housing (10) which at one end can be suspended on the traction device and which, at the other end, accommodates a locking arrangement (12) for coupling a connection part (13). In order to restrict in a functionally reliable manner the tensile load which can be transferred, the locking arrangement (12) comprises movable claws (15) which can be locked in the coupling position by a locking member (17), and the connection part (13) forms a coupling head (16) for the interlocking attachment of the claws (15). The locking member (17) can be retracted from the locking position into a release position by a hydraulic adjusting unit (18) in dependence on the incident tensile load, and the claws (15) to be released can be urged open under tensile load by co-operating wedge surfaces (19).

Inventors:
PICHLER JOHANN (AT)
WEISS REINHOLD (AT)
Application Number:
PCT/AT1995/000157
Publication Date:
February 08, 1996
Filing Date:
July 28, 1995
Export Citation:
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Assignee:
ALBATROS ENG GMBH (AT)
FLOW TEX HORIZONTALBOHRSYSTEME (AT)
PICHLER JOHANN (AT)
WEISS REINHOLD (AT)
International Classes:
E21B7/20; E21B7/30; E21B17/02; E21B17/06; E21B23/00; F16L55/165; F16L55/28; (IPC1-7): F16L55/165; E21B7/20; E21B23/00; F16L55/28
Foreign References:
US2463420A1949-03-01
GB2139938A1984-11-21
GB2164718A1986-03-26
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Claims:
P a t e t a n p r ü c h e :
1. Anschlußkupplung für eine Zugvorrichtung zum Verlegen ins¬ besondere von Rohr oder Kabelleitungen mit einem einerends an der Zugvorrichtung anhängbaren Kupplungsgehäuse, das andern ends eine Verriegelungseinrichtung zum Ankuppeln eines an der zu verlegenden Leitung befestigbaren Anschlußteiles aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (12) bewegliche, über ein Sperrglied (17) in KupplungsStellung ver¬ riegelbare Klauen (15) aufweist und der Anschlußteil (13) ei¬ nen Kupplungskopf (16) zum formschlüssigen Ansatz der Klauen (15) bildet, wobei das Sperrglied (17) mit einem vorzugsweise hydraulisch einstellbaren Stellwerk (18) in Abhängigkeit von der auftretenden Zugbelastung aus der Verriegelungsstellung in eine Freigabestellung zurückziehbar ist und die freizuge¬ benden Klauen (15) durch zusammenwirkende Keilflächen (19) an ihnen und dem Kupplungskopf (16) unter Zugbelastung auf¬ drückbar sind.
2. Anschlußkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsgehäuse (10) mit einem hydraulischen Stell¬ werk (18) ausgerüstet ist, dessen Zylinder (20) die Verriege lunseinrichtung (12) abstützt und dessen Kolben (21) am An¬ hängeende fll) angreift, wobei die durch den Kolben (21) von¬ einander getrennten Zylinderraumabschnitte (22, 23) über eine Hydraulikleitung (24) miteinander verbunden sind, die ein ein¬ stellbares, in Strömungsrichtung vom unter Zugbelastung über¬ druckbeaufschlagten Zylinderraumabschnitt (22) zum unterdruck beaufschlagten Zylinderraumabschnitt (23) wirksames Druckbe¬ grenzungsventil (25) und vorzugsweise eine Umgehungsleitung (27) mit Rückschlagventil (26) für das Druckbegrenzungsventil (25) umfaßt.
3. Anschlußkupplung nach .Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Klauen (15) hin verlängerte Kolbenstange (28) mit ihrem freien Ende selbst das Sperrglied (17) bildet, das zwischen Sperranschläge (29) der um Querachsen (14) zur Kol¬ benstange (28) schwenkbar gelagerten Klauen (15) einschiebbar ist.
4. Anschlußkupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Klauen (15) im Ansatzbereich des Kupplungs¬ kopfes (16) dem Kupplungskopf (16) zugeordnete Mitnehmer (30) zum Schwenkverstellen beim Eindrücken des Kupplungskopfes (16) zwischen die Klauen (15) aufweisen.
Description:
Anschlußkupplung für eine Zugvorrichtung zum Verlegen von Leitungen od.dgl.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anschlußkupplung für eine Zugvorrichtung zum Verlegen insbesondere von Rohr- oder Kabel¬ leitungen mit einem einerends an der Zugvorrichtung anhängba¬ ren Kupplungsgehäuse, das andernends eine Verriegelungsein¬ richtung zum Ankuppeln eines an der zu verlegenden Leitung befestigbaren Anschlußteiles aufnimmt.

Beim Leitungsbau werden häufig Zugvorrichtungen zum Einziehen der zu verlegenden Rohr- oder Kabelleitungen u. dgl. in vor¬ bereitete Kanäle oder Erdbohrungen eingesetzt, wobei das freie Ende der Leitung mit einem Anschlußteil bestückt und über eine Anschlußkupplung an den Zugteil einer Zugvorrichtung, bei¬ spielsweise eine Seilwinde mit Zugseil, angeschlossen wird, so daß über das Zugmittel der Zugvorrichtung, das durch den Kanal, die Bohrung od. dgl. einholbar ist, auch die zu verle¬ gende Leitung eingezogen wird. 3isher sind dabei die Anschlu߬ teile der Leitungen über Zugösen u. dgl. Kupplungseinrichtun¬ gen an Mitnahmehaken od. dgl. der Zugvorrichtung angehängt, odurcn die volle Zugbelastung über die Anscnlußkupplung auf den Anschlußteil und damit auf die Leitung übertragen wird und die Gefahr besteht, daß durch Belastungsspitzen die Lei¬ tungen beschädigt und vielfach unbrauchbar werden. Zur Anzeige solcher Uberbelastungen dient lediglich eine eventuell bela¬ stungsbedingte Verformung des Leitungsendes, was unzulänglich

ist, und es müssen vor allem bei Rohrleitungen ür den Gas¬ oder Wassertransport sorgfältige Dichtheitsprüfungen durch¬ geführt werden, die äußerst zeitraubend und umständlich sind und bei Auftreten von Leckstellen zu sehr aufwendigen Neuver¬ legungen bzw. Sanierungsarbeiten der Leitungen führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Anschlußkupplung der eingangs geschil¬ derten Art zu schaffen, die ein schonendes Leitungsverlegen gewährleistet und überlastungsbedingte Beschädigungen der zu verlegenden Leitungen sicher vermeidet.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Verriege¬ lungseinrichtung bewegliche, über ein Sperrglied in Kupplungs¬ stellung verriegelbare Klauen aufweist und der Anschlußteil einen Kupplungskopf zum formschlüssigen Ansatz der Klauen bildet, wobei das Sperrglied mit einem vorzugsweise hydrau¬ lisch einstellbaren Stellwerk in Abhängigkeit von der auf¬ tretenden Zugbelastung aus der VerriegelungsStellung in eine Freigabestellung zurückziehbar ist und die freizugebenden Klauen durch zusammenwirkende Keilflächen an ihren und dem Kupplungskopf unter Zugbelastung aufdrückbar sind. Eine sol¬ che Anschlußkupplung dient daher gleichzeitig als Zugbegren¬ zungseinrichtung, die beim Einziehen der Leitung Zugkräfte nur bis zum Erreichen eines bestimmten Grenzwertes auf den Anschlußteil und damit die Leitung überträgt. Wird dieser Grenzwert überschritten, entriegelt das Stellwerk durch Zu¬ rückziehen des Sperrgliedes die Klauen und die nun offenba¬ ren Klauen geben bei Zugbelastung bzw. Relativbewegung zwi¬ schen Klauen und Kupplungskopf nach und entkuppeln den An¬ schlußteil. Damit wird zwar der Einziehvorgang unterbrochen, aber gleichzeitig sichergestellt, daß die Leitung keiner Uber- belastung ausgesetzt wird und unbeschädigt bleibt. Durch das Einstellen des auslösenden Grenzwertes läßt sich die Belast¬ barkeit auf die jeweiligen Eigenschaften der Leitung und die

Einziehverhältnisse anpassen, was den gewünschten sicheren Leitungsbau garantiert. Tritt tatsächlich eine Überbelastung auf, beispielsweise durch ein Zusammenbrechen einer Erdboh¬ rung od. dgl., braucht lediglich die bereits eingezogene Lei¬ tung wieder zurückgezogen und der Einziehvorgang nochmals be¬ gonnen zu werden, wodurch sich ein nachträglicher größerer Sanierungsaufwand erübrigt.

Als kraftabhängig arbeitendes Stellwerk könnte ein Federwerk od. dgl. vorgesehen sein, doch besonders vorteilhaft ist es, wenn das Kupplungsgehäuse mit einem hydraulischen Stellwerk ausgerüstet ist, dessen Zylinder die Verriegelungseinrichtung abstützt und dessen Kolben am Anhängeende angreift, wobei die durch den Kolben voneinander getrennten Zylinderraumabschnitte über eine Hydraulikleitung miteinander verbunden sind, die ein einstellbares, in S römungsrichtung vom unter Zugbelastung überdruckbeaufschlagten Zylinderraumabschnitt zum unterdruck- beaufschlagten Zylinderraumabschnitt wirksames Druckbegren¬ zungsventil und vorzugsweise eine Umgehungsleitung mit Rück¬ schlagventil für das Druckbegrenzungsventil umfaßt. Ein sol¬ ches hydraulisches Stellwerk ist hochbelastbar und trotz sei¬ ner Robustheit über das Druckbegrenzungsventil sehr genau ein¬ stellbar, wozu noch kommt, daß sich dieses Stellwerk bestens in das Kupplungsgehäuse integrieren läßt. Überschreitet der sich in dem einen Zylinderraumabschnitt bei Zugbelastung auf¬ bauende Überdruck den eingestellten Grenzwert im Druckbegren¬ zungsventil, öffnet dieses Ventil und es kommt zu einem Hy¬ draulikmittelfluß zwischen den beiden Zylinderraumabschnitten, was zwangsweise eine Kolbenbewegung mit sich bringt, die zur Betätigung des Sperrgliedes führt. Das Rückschlagventil in der Umgehungsleitung erlaubt eine einfache Rückstellung des Kolbens, da so eine Rückströmung des Hydraulikmittels über die Umgehungsleitung ohne Überwindung des Druckbegrenzungs¬ ventils möglich ist.

Bildet die zu den Klauen hin verlängerte Kolbenstange mit ih¬ rem freien Ende selbst das Sperrglied, das zwischen Sperran¬ schläge der um Querachsen zur Kolbenstange schwenkbar gela¬ gerten Klauen einschiebbar ist, entsteht eine sehr einfache, platzsparende und funktionssichere Konstruktion, wobei das zwischen die Sperranschläge eingreifende Sperrglied ein Auf¬ schwenken der Klauen verhindert und sein Zurückziehen ein solches Au schwenken erlaubt.

Günstig ist es weiters, wenn die Klauen im Ansatzbereich des Kupplungskopfes dem Kupplungskopf zugeordnete Mitnehmer zum Schwenkverstellen beim Eindrücken des Kupplungskopfes zwischen die Klauen aufweisen, da so zum Ankuppeln des Anschlußteiles lediglich der Kupplungskopf zwischen die Klauen eingeführt zu werden braucht, wo er durch die Mitnehmer die Klauen im Kupp¬ lungssinne verschwenkt und zu einem selbsttätigen formschlüs¬ sigen Verrasten der Klauen am Kupplungskopf führt. Ein weite¬ res Vorschieben des Kupplungskopfes bewegt dann den Zylinder des Stellwerkes in Richtung zum Anhängeende zurück, so daß gleichzeitig der Kolben mit seinem das Sperrglied bildenden freien Ende zwischen die Sperransätze der Klauen eindringt und die Kupplungssteilung verriegelt, was das sichere Ankup¬ peln der zu verlegenden Leitung an der Anschlußkupplung ge¬ währleistet.

Die erfindungsgemäße Anschlußkupplung läßt sich bei jeder Zug¬ vorrichtung einsetzen, bei der es um die Begrenzung der Zug¬ kraft geht. Besonders vorteilhaft ist dieser Einsatz daher bei Bohrgeräten für den grabenlosen Leitungsbau. Hier dienen dann eine Bohrlanze oder ein Aufweitkopf als Zugvorrichtung, welche Bohrlanzen bzw. Aufweitköpfe mit vergleichsweise großer Kraft durch den Boden vorgetrieben oder durchgezogen werden, die an der Bohrlanze oder dem Aufweitkopf angehängte Leitung aber keiner übermäßigen Zugbelastung ausgesetzt werden darf. Die

Anschlußkupplung mit ihrer Zugkraftbegrenzungsfunktion stellt demnach eine optimale Ergänzung dieser Werkzeuge beim graben¬ losen Leitungsbau dar.

In der Zeicnnung ist der Erfindungsgegenstand an Hand eines Ausführungsbeispieles rein schematisch veranschaulicht, und zwar zeigen

Fig. 1 das Arbeitsprinzip des grabenlosen Leitungsbaues und Fig. 2 eine erfindungsgemäße Anschlußkupplung für einen solchen Leitungsbau im Axialschnitt.

Um Leitungen, ohne den Boden aufgraben zu müssen, im Erdreich verlegen zu können, wird, wie in Fig. 1 veranschaulicht, zu¬ erst über ein Bohrgerät 1 mit Hilfe einer Bohrlanze 2 eine im wesentlichen horizontale Erdbohrung 3 hergestellt, wobei die Bohrlanze 2 von einer Startgrube 4 aus, den Bodenverhältnis¬ sen entsprechend, mehr oder weniger tief und in geradem oder bogenförmigem Verlauf bis zu einer Zielgrube 5 vorwärtsgetrie¬ ben wird, welche Bohrlanze 2 über eine elektronische Sender- Empfängereinrichtung 6 durch das Erdreich hindurch überwacht und gesteuert werden kann. Ist die Erdbohrung 3 vorbereitet, wird in der Zielgrube 5 die Bohrlanze 2 durch einen Aufweit¬ kopf 7 ersetzt, der bei der Rückbewegung die Erdbohrung 3 auf das für die einzuziehende Leitung erforderliche Maß aufweitet und gleichzeitig diese Leitung 8 einzieht. Um bei diesem Ein¬ ziehen eine Überbelastung der Leitung 8 zu verhindern, gibt es eine Anschlußkupplung 9, die gleichzeitig als Zugkraftbegren¬ zungseinrichtung dient.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist die Anschlu߬ kupplung 9 ein Kupplungsgehäuse 10 auf, das einerseits ein Anhängeende 11 zum Anhängen am Aufweitkopf 7 bildet und an¬ derseits eine Verriegelungseinrichtung 12 zum Ankuppeln eines an der zu verlegenden Leitung 8 befestigbaren Anschlußteiles 13 aufnimmt. Die Verriegelungseinrichtung 12 umfaßt um Quer-

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achsen 14 zur Zugrichtung schwenkbar am Kupplungsgehäuse 10 angelenkte Klauen 15, die in Kupplungsstellung formschlüssig an einem Kupplungskopf 16 des Anschlußteiles 13 ansetzen und in dieser Kupplungsstellung über ein Sperrglied 17 verriegel¬ bar sind.

Das Sperrglied 17 wird mittels eines hydraulischen Stellwerkes 18 in Abhängigkeit von der auftretenden Zugbelastung aus der dargestellten VerriegelungsStellung in eine Freigabestellung zurückgezogen, so daß dann die freigegebenen Klauen 15 durch zusammenwirkende Keilflächen 19 an Klauen 15 und Kupplungs¬ kopf 16 unter Zugbelastung aufschwenken und den Anschlußteil 13 entkuppeln.

Das hydraulische Stellwerk 18 besteht aus einem vom Kupplungs¬ gehäuse 10 gebildeten Zylinder 20 und einem am Anhängeende 11 angreifenden Kolben 21 und die durch den Kolben 21 voneinander getrennten Zylinderraumabschnitte 22, 23 stehen miteinander über eine Hydraulikleitung 24 in Verbindung, die ein einstell¬ bares Druckbegrenzungsventil 25 und eine das Druckbegrenzungs- ventil 25 überbrückende, mit einem Rückschlagventil 26 ausge¬ stattete Umgehungsleitung 27 umfaßt.

Der Kolben 21 des Stellwerks 18 weist eine zu den Klauen 15 hin verlängerte Kolbenstange 28 auf, deren freies Ende selbst das Sperrglied 17 bildet. Dieses Sperrglied 17 ist in Ver¬ riegelungsstellung zwischen Sperranschlägen 29 der Klauen 15 eingeführt, was deren Au schwenken verhindert. Zum Schwenkver¬ stellen der reigegebenen und geöffneten Klauen 15 beim Ein¬ führen des Kupplungskopfes 16 bilden die Klauen Mitnehmer 30, an denen der eindringende Kupplungskopf 16 angreift und beim Vordrücken für ein Verschwenken der Klauen 15 im Kuppelsinn sorgt.

Beim Einsatz der Anschlußkupplung 9 hängt das Anhängeende 11 am Aufweitkopf 7 und die Leitung 8 ist über den Anschlußteil 13 angekuppelt, wobei der Kupplungskopf 16 formschlüssig von den Klauen 15 festgehalten wird, welche Klauen 15 über das Sperrglied 17 verriegelt sind. Die durch das Einziehen der Leitung 8 in die Erdbohrung 3 auftretende Zugbelastung wird daher vom Anhängeende 11 auf den Kolben 21 des Stellwerks 18 und von hier über den Zylinderraumabschnitt 22 und den Zylin¬ der 20 bzw. das Kupplungsgehäuse 10 auf die Klauen 15 übertra¬ gen, die diese Zugbelastung auf den Kupplungskopf 16 und den Anschlußteil 13 weitergeben. Der Hydraulikdruck im Zylinder¬ raumabschnitt 22 verschließt das Rückschlagventil 26 der Um¬ gehungsleitung 27 und liegt am Druckbegrenzungsventil 25 an, über das nun die Übertragung der Zugbelastung kontrolliert werden kann. Überschreitet der Hydrauli druck den im Druck¬ begrenzungsventil eingestellten Grenzwert, öffnet das Ventil und Hydraulikmittel strömt unter gleichzeitiger Kolbenbewegung aus dem Zylinderraumabschnitt 22 durch die Hydraulikleitung 24 in den Zylinderraumabschnitt 23. Mit der Kolbenbewegung wird das Sperrglied 17 aus dem Bereich der Sperranschläge 29 der Klauen 15 zurückgezogen, wodurch die Keilwirkung der Keilflä¬ chen 19 nun die freigegebenen Klauen 15 au schwenken kann und der Anschlußteil 13 freikommt. Eine über die am Druckbegren¬ zungsventil 25 eingestellte Druckbelastung hinausgehende Zug¬ belastung führt daher zwangsweise zu einem Entkuppeln der Lei¬ tung 8, so daß eine belastungsbedingte Beschädigung dieser Leitung verhindert wird.

Die entkuppelte Leitung 8 wird in die Zielgrube zurückgezogen und der Einziehvorgang muß wiederholt werden.

Zum Ankuppeln des Anschlußteils 13 an die Anschlußkupplung 9 braucht lediglich der Anschlußteil 13 mit seinem Kupplungs¬ kopf 16 in Zugrichtung zwischen die bei zurückgezogenem Sperr-

glied 17 geöffneten Klauen 15 eingedrückt zu werden, wodurch die Stirnfläche des Kupplungskopfes 16 an den Mitnehmern 30 der Klauen 15 angreift und die Klauen im Schließsinne zu¬ schwenkt. Ein weiteres Vordrücken des Anschlußteiles 13 führt zu einer Relativbewegung von Kupplungsgehäuse 10 und Anhänge¬ ende 11 bzw. Kolben 21, wodurch der Kolben 21 wieder in Rich¬ tung Zylinderraumabschnitt 23 verschoben wird und das Sperr¬ glied 17 zwischen die Sperransätze 29 der Klauen 15 eindringt, womit der Anschlußteil 13 angekuppelt ist. Diese Verschiebebe¬ wegung des Kolbens 21 bringt gleichzeitig auch ein Rückströmen des Hydraulikmittels durch die Hydraulikleitung 24 und die durch das Rückschlagventil 26 in dieser Richtung offene Umge¬ hungsleitung 27 in den Zylinderraumabschnitt 22 mit sich, wo¬ durch die Ausgangssituation für die Anschlußkupplung 9 er¬ reicht ist. Ein selbsttätiges Ankuppeln des Anschlußkopfes 13 aktiviert daher auch die Druckbegrenzungseinrichtung durch das Stellwerk 18, wobei ein Einstellen des Druckbegrenzungsventils 25 die Anpassung des Zugbelastungs-Grenzwertes an die ver¬ schiedenen Gegebenheiten und Verhältnisse erlaubt.