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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Fördern von abgebautem Bodenmaterial aus dem Druckraum hinter die Druckwand einer SVM nach Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Patentanspruch 11.
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Es ist bekannt, für die Herstellung eines Tunnels eine Schildvortriebsmaschine (SVM) einzusetzen. Diese weist ein längliches, rohrförmiges Gehäuse mit kreisrundem Querschnitt auf, bei dem am vorderen Ende ein Schneidrad drehbar gelagert ist, das einen entsprechenden bzw. etwas größeren Außendurchmesser als das Gehäuse aufweist. Innerhalb des Gehäuses befindet sich der Antrieb für das Schneidrad und eine hydraulische Vortriebsvorrichtung. Der Typ des Schneidrades richtet sich nach dem zu lösenden Bodenmaterial, insbesondere ob Steine oder Blöcke zu erwarten sind. Ist der Tunnel im Grundwasserbereich herzustellen, wird je nach Kornzusammensetzung des Bodenmaterials eine SVM mit Flüssigkeitsstützung (Hydroschild) oder mit Erddruckstützung (Erddruckschild) eingesetzt. Im ersteren Fall wird der vom Schneidrad gelöste Boden mit Additiven wie Wasser, Bentonit, Polymeren, Tensiden oder ähnlichen Konditioniermitteln in einen breiig-flüssigen Zustand versetzt, damit das Material durch Pumpen angesaugt und abgefördert werden kann. Der Bodenbrei bildet zugleich eine filterstabile Membran an der Ortsbrust, den sogenannten Filterkuchen, der zur Stützung der Ortsbrust benötigt wird. Das Volumen der abgetragenen Bodenmengen vergrößert sich durch den Lösevorgang des Schneidrades, dem Vermischen des Bodens mit dem anstehenden Porenwasser und insbesondere durch den Zusatz von Additiven wie Wasser, Bentonit, Polymeren usw. um das 5- bis 10fache. Der Aufwand für dieses Vortriebsverfahren wird noch erhöht durch die erforderlichen Separierungsanlagen zur Entwässerung des Bodens und zur Rückgewinnung der Additive. Auch der Transport und die Deponierung des beförderten bzw. belasteten Materials sind aufwendig.
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Bei Erddruckschilden wird der Boden an der Ortsbrust wiederum mit einem Schneidrad gelöst und in die Abbaukammer, die im Zwischenraum zwischen Schneidrad und Druckwand gefördert. Der Boden wird z.B. mit Hilfe eines Schneckenförderers abgefördert, wozu das Bodenmaterial breiig bzw. steif/breiig und möglichst kleinstückig beschaffen sein muss, damit sich ein dichtender Erdpfropfen im Schneckenförderer bildet. Der Zusatz von Additiven ist zwar begrenzt, da für die Abförderung keine flüssig-breiige Konsistenz erforderlich ist. Gleichwohl beträgt die Volumenzunahme durch den Zusatz der Additive und der durch den Lösevorgang bedingten Auflockerung bis zu dem 5fachen des Ausgangsvolumens. Die Förderschnecke fördert den Boden auf ein Förderband oder einen ähnlichen kontinuierlichen Förderer. Steine, die für den Schneckenförderer zu groß sind, werden in der Bau- oder Druckkammer (Bereich zwischen Schneidrad und Druckwand) mitgeführt und müssen bei Stillstand aufwendig einzeln geborgen und zerkleinert werden. Das Auftreten größerer Steine führt zu einer Unterbrechung des Vortriebs, weil diese häufig außerhalb der SVM zerkleinert werden müssen.
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Es ist auch bekannt, zur Förderung des Bodens eine Art Betonpumpe zu verwenden. Dafür muss der Boden konditioniert und in einen breiigen, fließfähigen Zustand gebracht werden. Außerdem können größere Steine damit nicht transportiert werden.
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In der
DE 10 2013 010 769.5 wird vorgeschlagen, Bodenmaterial aus dem Abbauraum vor der Druckwand einer SVM mit Hilfe eines sogenannten Rohrförderers hinter die Druckwand zu fördern. Auch in der
DE 10 2013 014 837.5 wird ein Rohrförderer für eine SVM vorgeschlagen, wobei das vom Rohrförderer aufgenommene Bodenmaterial mit Hilfe eines Kolbens ausgeschoben wird. Das Zylinderrohr weist hierbei einen Abstand zur Druckwand auf, der es möglich macht, den Boden zu entnehmen. Ein Rohrfördersystem hat gegenüber den bisher bekannten Fördersystemen erhebliche Vorteile. Es kann darauf verzichtet werden, den abzufördernden Boden weitgehend zu zerkleinern und aufzulockern. Damit kann die Wasseraufnahme und die Volumenzunahme, die insbesondere bei bindigen Böden erheblich ist, vermieden bzw. begrenzt werden und somit auch der Aufwand für die Förderung, Entwässerung, Abtransport und Deponierung des Bodens minimiert werden. Insbesondere können größere Steine ohne weiteres aus dem Abbauraum hinter die Druckwand gefördert werden. Vorzugsweise mehrere Förderzylinder haben dabei einen Durchmesser von 1,5 m bis 2 m.
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In der
DE 10 2014 104 208.5 wird vorgeschlagen, das Bodenmaterial in Schollen oder groben Stücken aus der Ortsbrust abzubauen bzw. zu lösen. Die Größe der Stücke oder Schollen hängt naturgemäß von dem Verhältnis zwischen Umdrehungsgeschwindigkeit des Schneidrades und Vortrieb der SVM ab. Je geringer die Umdrehung des Schneidrades relativ zu einer vorgegebenen Vortriebsgeschwindigkeit ist, umso dicker werden naturgemäß die Stücke oder Schollen. Das Zylinderrohr wird bei geöffnetem Schieber in der Druckwand entweder automatisch durch den im Druckraum vorhandenen Druck mit Bodenmaterial aufgefüllt oder alternativ das Zylinderrohr sticht in das Bodenmaterial im Abbauraum ein und nimmt es beim Zurückziehen hinter die Druckwand mit. In dem Zylinderrohr ist ein Kolben angeordnet, der dann das vom Rohr aufgenommene Bodenmaterial über eine seitliche Öffnung in einer Rohrführung ausschiebt. Das ausgeschobene Material fällt auf eine Endlosfördervorrichtung unterhalb der Öffnung in der Rohrführung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fördern von abgebautem Bodenmaterial aus dem Druckraum hinter die Druckwand einer SVM anzugeben bzw. zu schaffen, mit dem die bisherigen Maßnahmen vereinfacht und verbessert werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung nach Patentanspruch 11 gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das aus dem Zylinderrohr in der hinteren Stellung ausgeschobene Material über eine seitliche Rohrführung oder hintere Öffnung des Rohrs auf einen ersten Abschnitt einer schräg nach oben durch einen Erektor der SVM hindurch zu einem horizontalen zweiten Abschnitt oberhalb eines horizontalen Fördersystems, insbesondere einer horizontalen zweiten Linearfördervorrichtung, gefördert, wobei Rohrförderer und erster Endlosförderer beim Vorschub der SVM mit dieser mitbewegt werden.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Endlosförderer ein Kettenförderer. Dieser ist in der Lage, auch schwerere Stücke, beispielsweise große Steine oder Blöcke, die aus dem Rohrförderer ausgestoßen werden, aufzunehmen und zu fördern. Es hängt dabei von dem weiteren Fördersystem hinter dem Kettenförderer ab, wie groß die Steine oder Blöcke sein dürfen. Wird in herkömmlicher Weise ein Förderband eingesetzt, ist dieses nicht in der Lage, Steine oder Blöcke größerer Abmessungen zu transportieren. Deshalb ist es nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, wenn dem ersten ansteigenden Abschnitt des ersten Endlosförderers entweder ein Brecher bzw. ein Schlagwalzenbrecher zugeordnet ist oder eine Meißeleinrichtung, welche größere Steine oder Blöcke auf dem Kettenförderer zerkleinert, damit sie auf einfache Weise weitertransportiert werden können.
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Besonders vorteilhaft ist jedoch auch, wenn die zweite Förderanlage von einem Lorensystem oder dergleichen gebildet ist. Der horizontale Abschnitt des Kettenförderers kann sehr lang ausgeführt werden, beispielsweise 100 m und mehr. Die Abwurfstelle des horizontalen Abschnitts des Kettenförderers bewegt sich, wie bereits erwähnt, mit der SVM mit, so dass es vorteilhaft ist, wenn die Gleisanlage des Lorensystems zunächst sehr weit unterhalb des horizontalen Kettenförderabschnitts verläuft. Ein Lorensystem hat außerdem den Vorteil, dass es geeignet ist, Material in den Tunnel hinein zu fördern, z.B. die Tübbinge bzw. Tübbingelemente in die SVM hinein.
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Vorzugsweise sind im unteren Bereich der SVM zwei parallel beabstandet angeordnete Zylinderrohre des Rohrförderers vorgesehen, die abwechselnd Material aus der Druckkammer hinter die Druckwand transportieren und das Material auf die erste Endlosfördervorrichtung übergeben.
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Mit der Erfindung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine einfache Maßnahme getroffen, um vom Schneidrad abgebauten Boden hinter die Druckwand der SVM zu fördern und anschließend weiter. Das Zylinderrohr arbeitet vorzugsweise im aktiven Verfahren, d.h. es sticht das Material aus dem Druckraum und fördert es dann anschließend hinter die Druckwand. Jedoch ist auch ein passives Verfahren möglich, bei dem das Material unter Druck in das Zylinderrohr eintritt. In beiden Fällen können auch größere Steine oder Blöcke je nach Durchmesser des Zylinderrohrs aufgenommen und transportiert werden. Sind Steine oder Blöcke zu groß, müssen sie auf dem Weg zu dem weiteren Transportsystem, insbesondere wenn es sich um ein Förderband handelt, zerkleinert werden.
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Der zweite Abschnitt der ersten Endlosfördervorrichtung, die vorzugsweise ein Kettenförderer ist, kann mit der Abwurfstelle relativ weit nach hinten reichen, wobei die Abwurfstelle sich relativ zum zweiten Transportsystem, insbesondere ein Förderband, nach vorn bewegt, wenn die SVM vorgetrieben wird. Dadurch ist es möglich, ein Förderband nur von Zeit zu Zeit zu verlängern. Bekanntlich ist dieser Vorgang mit einem erheblichen Aufwand verbunden.
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Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird das Material aus dem Rohrförderer in eine Wanne unterhalb des Zylinderrohrs abgegeben, aus der heraus die erste Endlosfördervorrichtung das Material aufnimmt und abfördert.
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Der Einsatz eines Rohrförderers mit einem darin beweglichen Kolben hat den Vorteil, dass die Bewegung des Kolbens während der Befüllung des Zylinderrohrs so gesteuert werden kann, dass der Kolben den Druck auf das Material im Druckraum aufnimmt und nach Maßgabe der Befüllung des Zylinderrohrs in diesen zurückbewegt wird. Dadurch wird die Zuführung von gelöstem Boden reguliert und Druckspannungen werden vermieden.
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Befindet sich im Bodenmaterial, das von dem Zylinderrohr aufgenommen wird, noch nicht unerhebliche Menge an Wasser und/oder Suspension oder einem anderen Konditioniermittel, kann nach dem Zufahren des Schiebers der Kolben innerhalb des Zylinderrohrs erheblichen Druck auf den Boden ausüben. Durch die besondere Anordnung von mehreren verschleißfesten Kolbenringen, die keine besondere Dichtwirkung aufweisen, kann Wasser und dünnflüssiges Fluid an dem Kolben vorbei in den Raum hinter diesen gelangen. Wasser und übriges Fluid werden von hier aus mit einer geeigneten Pumpe bei entsprechend hohem Druck abgefördert insbesondere zu der Schneidvorrichtung bzw. den Zulaufbereichen von Rohrförderer oder dem Ringspalt der SVM zugeführt. Vorzugsweise wird dem Druckraum bzw. der Abbaukammer ein schaumbildendes Polymer zugeführt. Üblicherweise wird den Polymeren/Tensiden in einem Schaumgenerator Luft und wenig Wasser zugemischt. Der entstehende Schaum füllt die Poren des Bodens aus, wobei das Volumen sich an die jeweiligen Druckverhältnisse anpasst. Der Schaum bewirkt den erforderlichen Druckausgleich in Abhängigkeit von der Tiefenlage und den Grundwasserverhältnissen. Außerdem bewirkt der Schaum eine Stabilisierung des Bodengemisches, so dass der mit Schaum versetzte, gelöste Boden eine Stützfunktion bewirken kann. Bei der Verwendung von Schaum wird eine Volumenvergrößerung, wie sie bei der Verwendung von Bentonit-Suspensionen auftritt, weitgehend vermieden. Nach dem Ausstoßen des Bodens aus dem Rohrförderer entspannt sich der Schaum, so dass der Boden in relativ steifer Form von einem Kettenförderer und insbesondere über Förderbänder problemlos abgefördert werden kann.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt die Austragöffnung eines oder mehrerer Zylinderrohre des Rohrförderers oberhalb einer Wanne, in deren unterem Bereich der Anfang des ersten Abschnitts des ersten Endlosförderers, z.B. eines Kettenförderers, angeordnet ist. Die Wanne ist vorzugsweise mit schrägen Wänden ausgestattet, so dass das Material in Richtung Anfang des ersten Abschnitts des Endlosförderers rutschen kann. Für die Zuführung von Boden in der Wanne zum Kettenförderer können Flügelrotoren vorgesehen werden. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn auf der dem Druckraum zugekehrten Seite der Druckwand mehrere von einem Drehantrieb antreibbare Mischrotoren gelagert sind. Die Mischrotoren wälzen das Material im Druckraum um, so dass es vorteilhaft dem unteren Bereich des Druckraums so zugeführt wird, dass es ohne weiteres beim Ausstechen des Materials mit Hilfe des oder der Zylinderrohre aufgenommen werden kann.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn das Schneidrad auf der Rückseite mit mehreren radialen Streben verbunden ist, die mit der Antriebswelle des Schneidrades verbunden sind. Die Streben führen bei der Drehung des Schneidrades ebenfalls zu einer Durchmischung des Bodens.
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Das Schneidrad hat herkömmlich nur eine Drehrichtung. Es ist jedoch vorteilhaft, die Drehrichtung des Schneidrades veränderbar zu gestalten. Bei Auftreffen eines größeren Steines oder Hindernisses soll das Schneidrad gegenläufig drehen. Die Schneidarme sind so ausgebildet, dass sie in beide Drehrichtungen den Boden lösen und in die Abbaukammer fördern können. Dadurch soll ein kontinuierliches Lösen und Fördern ermöglicht werden, was Voraussetzung für einen kontinuierlichen Vorschub der SVM ist. Für einen kontinuierlichen Vorschub müssen gleichzeitig entsprechende Mengen aus der Abbaukammer mit den Rohrförderern abgefördert werden. Die Rohrförderer entnehmen den Boden aktiv bzw. zwangsweise durch Vorschub des jeweiligen Zylinderrohres in die Abbaukammer. Beim Zurückziehen des Zylinderrohrs muss der Boden nachfließen, Hohlräume dürfen nicht entstehen. Damit der Boden sich entsprechend umlagert, ist vorzugsweise ein Mischrad vorgesehen, das an der dem Abbauraum zugekehrten Seite der Druckwand drehbar gelagert und angetrieben ist. Das Mischrad durchmischt das Bodenmaterial ständig. Es hat vorzugsweise drei Mischarme, die vorzugsweise pendelnd bzw. oszillierend bewegt werden, so dass die Mischarme von zwei Seiten an die jeweiligen Rohrförderer herangefahren werden. Sobald das Zylinderrohr zurückgefahren ist, kann der Mischrotor auch vollständig rotieren.
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Eine wesentliche Aufgabe des Mischrotors ist, Hohlraumbildungen, Anbackungen, Verblockungen in der Abbaukammer usw. zu beseitigen. Mit den Mischarmen können größere Blöcke und Steine in der Abbaukammer bewegt und so positioniert werden, dass sie mit dem Rohrförderer aufgenommen werden. Größere Steine, Felsen, Brocken und Hindernisse sollen mit Bohr- und Meißeleinrichtungen vor dem Schneidrad bearbeitet und auf entsprechende Abmessungen gebracht werden. Eine zeitaufwendige Zerkleinerung durch Disken, Schneiden oder Reißzähne am Schneidrad wird vermieden und damit ein entsprechend hoher Aufwand an Energie und Verschleiß erspart.
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Boden und Steine werden bei geringer Drehzahl des Schneidrades gelöst, auch hierdurch wird Aufwand an Energie und Verschleiß reduziert. Die Drehzahl ist relativ niedrig, z.B. 120 Umdrehungen pro Stunde. Bei einem Vorschub von 1 m je Stunde dreht das Schneidrad 30 Umdrehungen, so dass Schnittdicken von 3,3 cm erzielt werden. Bei drei Schneidarmen ergibt sich eine Spanstärke von 1,1 cm. Das Schneidrad hat vorzugsweise eine Drehrichtung zu beiden Seiten, um einem Verrollen der SVM entgegenzuwirken.
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Die Volumenvergrößerung durch Auflockerung und Wasseraufnahme wird minimiert. Die Stetigkeit des Vorschubs und die Leistung der SVM wird erheblich erhöht, wenn Behinderungen und Stillstände durch Steine oder Hindernisse minimiert werden.
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Anstelle der üblichen Verwendung von Bentonit-Suspensionen werden vorzugsweise schaumbildende Polymere bzw. Tenside eingesetzt. Dies ist vorteilhaft, weil die Volumenvergrößerung verringert und Druckausgleich und Filterstabilität durch den Schaum erreicht wird bei entsprechender Schmierung der Werkzeuge.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt schematisch Aufbau und Wirkungsweise eines Rohrförderers.
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2 zeigt eine SVM mit erfindungsgemäßen Mitteln zur Förderung von Boden hinter die Druckwand der SVM.
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3 zeigt ebenfalls einen Längsschnitt der Darstellung nach 2 in Draufsicht.
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4 zeigt eine ähnliche Darstellung wie 2, jedoch mit einer anderen Zerkleinerungsvorrichtung für Steine oder Blöcke.
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5 zeigt das vordere Ende einer SVM in äußerst schematischer Darstellung in Ergänzung zu den Darstellungen nach den 2 bis 4.
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6 zeigt die Draufsicht auf die Darstellung nach 5.
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7 zeigt die Ansicht einer Druckwand der SVM von einer Position aus unmittelbar hinter dem Schneidrad.
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8 zeigt eine ähnliche Darstellung wie 7 auf die Druckwand der SVM.
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9 zeigt äußerst schematisch die Ansicht der Fördermittel hinter der Druckwand der SVM gemäß den 5 und 6.
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10 zeigt eine ähnliche Darstellung wie die 2 und 5.
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11 zeigt eine ähnliche Darstellung wie 9.
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12 zeigt die Ansicht der Druckwand mit einem Mischrotor von großem Durchmesser.
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13 zeigt die Ansicht einer SVM auf die Druckwand mit einem Mischrotor in einer ersten Position.
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14 zeigt die Darstellung nach 13 in einer anderen Position des Mischrotors.
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15 zeigt eine Ansicht auf die Druckwand einer SVM sowie auf das Schneidrad in stark schematischer Darstellung.
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1 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine SVM 10, die am vorderen Ende ein Schneidrad 12 aufweist, das im Einzelnen nicht dargestellt ist. Die Antriebswelle des Schneidrades, die mit 14 bezeichnet ist, erstreckt sich durch eine Druckwand 16, die im Abstand zum Schneidrad 12 angeordnet ist und dadurch eine Druck- oder Abbaukammer 18 bildet. In der Druckwand 16 ist im unteren Bereich eine Öffnung 20 vorgesehen, die mittels eines Schiebers 22 verschließbar ist. Der Antrieb des Schiebers ist nicht dargestellt. Zur Öffnung 20 ist eine Rohrführung 24 ausgerichtet, in der ein Zylinderrohr 26 verschiebbar ist. Er wird mittels zweier Hydraulikzylinder 28, 30 parallel zur Achse der SVM bewegt. Innerhalb des Zylinderrohrs 26 befindet sich ein Kolben 32, der von einem weiteren Hydraulikantrieb 34 betätigt wird. Das Zylinderrohr kann durch die Öffnung 20 in den Abbauraum 18 vorgeschoben werden, wobei es dann Bodenmaterial im Abbauraum 18 aussticht. Dies ist bei 36 gestrichelt angedeutet. Es ist auch möglich, eine passive Befüllung des Zylinderrohrs vorzunehmen, die bei geöffnetem Schieber 22 stattfindet, wobei dann das Zylinderrohr 26 nur an oder in die Öffnung 20 hineinfährt. Wird bei geschlossenem Schieber 22 das Zylinderrohr 26 anschließend nach hinten gefahren, kann der Kolben, der während des Befüllvorgangs nach hinten gefahren wurde, das Material aus dem Zylinderrohr 26 nach vorn ausstoßen. Es fällt dann zwischen zurückgezogenem Zylinderrohr 26 und Druckwand 16 nach unten und kann durch geeignete Mittel abtransportiert werden. Alternativ kann die Rohrführung 24 auch bis an die Druckwand 16 geführt werden und eine seitliche Öffnung aufweisen, die geöffnet wird, wenn das vordere Ende des Zylinderrohrs hinter die Öffnung in der Rohrführung zurückgezogen wird. Dann schiebt der Kolben 32 das Material über die seitliche bzw. untere Öffnung aus, von wo es dann auf eine Fördervorrichtung fallen kann (in 1 nicht gezeigt).
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Das in 1 beschriebene System wird vor- und nachstehend als Rohrförderer bzw. -system bezeichnet.
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Bei 38 ist in 1 ein Stein angedeutet. Es ist möglich, diesen Stein mit dem Zylinderrohr 26 aufzunehmen, wenn er sich im Bewegungsbereich des Zylinderrohrs 26 befindet.
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Die Beschreibung zu den übrigen Figuren gilt insbesondere den Maßnahmen zum Abtransport des Bodenmaterials, das vom Kolben 32 aus dem Zylinderrohr 26 ausgeschoben wird. Dabei werden mit der Darstellung nach 1 gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Wie sich aus der zusammenschauenden Betrachtung der 2 und 3 ergibt, weist die SVM 10 zwei Rohrführungen 24 auf, die parallel im Abstand im unteren Bereich der SVM angeordnet sind. Das Zylinderrohr 26 in den 2 bis 4 ist etwas kürzer ausgeführt als das nach 1. Vom Prinzip gleicht es jedoch der Darstellung nach 1, ebenso seine Vor- und Rückbewegung mittels Hydraulikzylinder. Der in 1 dargestellte Kolben 32 ist in der Darstellung nach den 2 bis 4 nicht gezeigt. Die Rohrführung 24 weist eine nicht weiter zu erkennende untere Öffnung auf, die freigegeben wird, wenn das Zylinderrohr 26 nach hinten bewegt wird. Das im Zylinderrohr 26 aufgenommene Material aus der Abbaukammer 18 fällt dabei nach unten in eine Wanne 40. In die Wanne hinein erstreckt sich schräg ein erster Abschnitt 42 eines Kettenförderers, wobei der erste Abschnitt 42 sich schräg nach oben und hinten durch einen Erektor 44 und ein davor liegendes Stützkreuz 46 für den Erektor 44 erstreckt. Der Erektor dient bekanntlich dem Einbau von Tunnel-Wandelementen (Tübbinge), worauf jedoch nicht weiter eingegangen werden soll. Am oberen Ende des ansteigenden ersten Abschnitts 42 des Kettenförderers schließt sich ein horizontaler Abschnitt 48 an. Seine Abwurfstelle 50 liegt oberhalb eines Förderbandes 52, und zwar relativ weit entfernt zum vorderen Ende des Förderbands 52. Beim Vortrieb der SVM bewegen sich Rohrförderer und Kettenförderer naturgemäß mit, so dass die Abwurfstelle 50 allmählich zum vorderen Ende des Förderbands gelangt. Erst zu diesem Zeitpunkt ist eine Verlängerung des Förderbandes 52 erforderlich.
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Wie aus 3 hervorgeht, befindet sich der erste Abschnitt 42 des Kettenförderers in der Mitte zwischen den beabstandeten Rohrführungen 24 mit den Zylinderrohren 26. Oberhalb diesen ersten Abschnitts 42 befindet sich eine Meißelanordnung 54 mit einem Ausleger, mit der es möglich ist, größere Steine, die sich auf dem Kettenförderer befinden, zu zerkleinern, bevor sie zum Förderband 52 transportiert werden. In 4 ist alternativ ein Schlagwalzenbrecher 56 dargestellt, der dem ersten Abschnitt 42 des Kettenförderers zugeordnet ist. Er hat ebenfalls die Aufgabe, größere Blöcke oder Steine zu zerkleinern. In 9 ist bei 20 angedeutet, wie die Öffnungen in der Druckwand 16 angeordnet sind, nämlich in der unteren Hälfte der SVM 10, jedoch ausreichend hoch, damit vom Kolben 32 (1) ausgestoßenes Material in die Wanne 46 fallen kann. Dies ist in 9 nicht im Einzelnen ausgeführt. Man erkennt, dass die Wanne 46 schräge Wände 60 aufweist, damit das Material, das von den Zylinderrohren ausgeschoben wird, nach unten rutschen kann. Flügelrotoren 62 bzw. 64 an den schrägen Wänden erleichtern den Transport des von den Rohrförderern ausgestoßenen bzw. ausgeschobenen Materials in Richtung Kettenförderer bzw. dessen erstem Abschnitt 42.
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In den 5 und 6 ist bei 70 ein Antrieb für das Schneidrad 12 angedeutet. Der Antrieb 70 ist an der Druckwand 16 angebracht. Die bei 72 dargestellte hohle Welle des Antriebs 70 ist, wie insbesondere in 7 zu erkennen, mit radialen Streben 74 verbunden, die an der Rückseite des nicht weiter dargestellten Schneidrades 12 angebracht sind. Außerdem befinden sich im Abbauraum 18 Flügelrotoren 76, die von einem geeigneten Antrieb angetrieben an der dem Abbauraum 18 zugekehrten Seite der Druckwand 16 gelagert sind (siehe 7 und 8). Die Flügelrotoren 76 dienen zum Auflockern des Materials im Abbauraum 18, damit es leichter in den unteren Bereich bewegt werden kann, wo es dann durch Ausstechen mit dem Zylinderrohr 26 aufgenommen und durch die Druckwand 16 hindurch bewegt werden kann. Die Wellen der Flügelrotoren 76 sind auf einem Kreis angeordnet, der konzentrisch zur Achse der SVM 10 angeordnet ist, wobei die Flügelrotoren einen annähernd gleichen Abstand voneinander haben, was jedoch nicht Bedingung ist. Die Streben 74, von denen drei diametral angeordnete, im gleichen Winkel zueinander stehende, vorgesehen sind, haben ebenfalls die Aufgabe, das Material im Abbauraum 18 zu bewegen.
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In der Darstellung nach den 7 und 8 sind im oberen Bereich der SVM zwei Kreise 80 angedeutet. Sie deuten ein Inspektionsrohr an, das auf der Rückseite an der Druckwand 16 angeordnet ist. Man erkennt zwei derartige Rohre. Sie ermöglichen den Zugang zum Abbauraum 18, falls erforderlich.
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Im Betrieb werden die beiden Rohrfördervorrichtungen wechselweise betrieben. Das bedeutet, während das eine Zylinderrohr 26 in den Abbauraum 18 bei geöffnetem Schieber 22 vorgeschoben wird, um Material aufzunehmen, wird das andere hinter die Druckwand zurückbewegt. Bei dann geschlossenem Schieber wird das Material vom Kolben 32 in die Wanne 40 gefördert. Von dort wird es dann mit dem ersten Abschnitt 42 des Kettenförderers und mit Hilfe des zweiten Abschnitts 48 zum Förderband 52 transportiert.
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Es ist auch denkbar, den Kettenförderer zu einer Kolben-Press-Vorrichtung fördern zu lassen, mit deren Hilfe das herantransportierte Bodenmaterial über eine längere Förderleitung abtransportiert wird.
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Die Abwandlung in der Darstellung nach 10 gegenüber 2 und 5 besteht darin, dass der horizontale Abschnitt 46 des Kettenförderers sich eine große Strecke in den Tunnel nach hinten geführt ist, beispielsweise 50 m bis 100 m. Die Abwurfstelle befindet sich oberhalb den Gleisen einer Lorenanlage 80a. Die Überdeckung des horizontalen Kettenförderabschnitts 48 mit den Gleisen der Lorenanlage 80a ist erheblich, so dass die SVM 10 eine erhebliche Strecke vorgetrieben werden kann, bevor weitere Gleise zu verlegen sind.
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Der horizontale Abschnitt 48 ist durch Seitenwände 81 begrenzt, und die Abwurfstelle 50 ist mit einem Abwurfschacht 82 versehen. Die Lorenanlage 80 hat den Vorteil, dass auch relativ große Steine oder Blöcke abtransportiert werden können. Außerdem kann mit den Loren Material zur SVM befördert werden, insbesondere die Tunnelwandelemente (für Tübbinge).
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11 unterscheidet sich von 9 dadurch, dass schematisch dargestellt ist, dass vier Rohrförderer vorgesehen sind. Die Öffnungen 20 deuten die zwei unteren Rohrförderer an, die in den voranstehenden Figuren dargestellt sind. Oberhalb der unteren Rohrförderer sind zwei weitere Rohrförderer vorgesehen mit den angedeuteten Öffnungen 20a. Auch diese Rohrförderer schieben das aufgenommene Material nach unten aus, wie die unteren Rohrförderer. Zu diesem Zweck sind Rutschen 84 unterhalb der oberen Rohrförderer vorgesehen, auf denen das Material nach unten rutscht an den unteren Rohrförderern vorbei in Richtung der schrägen Wände 82 der Wanne 46. Eine derartige Fördervorrichtung weist naturgemäß eine höhere Kapazität auf und ist insbesondere für Tunnel von größerem Durchmesser geeignet, z.B. 14 m und mehr.
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12 zeigt eine Abwandlung gegenüber 8, wobei ein einziger großer Mischrotor 90 vorgesehen ist, konzentrisch zur Druckwand 16. Er hat einen Innenring 91, der der Antriebswelle für das Schneidrad benachbart ist und einen Außenring 92 nahe dem Mantel der SVM 10. Die Ringe 91, 92 sind über Speichen 93 verbunden, die als Rühr- bzw. Mischelemente für das Material in der Druckkammer dienen. Dadurch wird das Bodenmaterial in verbesserter Konsistenz und Verteilung den Rohrförderern vorbereitet bzw. zugeführt. Der separate Antrieb für den Mischrotor greift vorzugsweise am Außenring 92 an und setzt den Mischrotor unabhängig vom Schneidrad in Drehung.
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In den 13 und 14 ist ein ringförmiges Mischrad 90a gezeigt, vergleichbar dem Mischrad nach Anspruch 12. Im Unterschied zu 12 weist das Mischrad 90a lediglich drei Arme 93a auf, die in etwas ungleichem Winkelabstand angeordnet sind. Der untere Arm 93a des Mischrades 90a befindet sich im unteren Bereich zwischen den beiden Rohrförderern 20. Die beiden anderen Mischarme 93a befinden sich im oberen Bereich zwischen den Rohrförderern 20. Man sieht außerdem im Vergleich zu 14, dass das ringförmige Mischrad 90a vor einen begrenzten Drehwinkel zu beiden Seiten aufweist. In 14 befindet sich der untere Arm nahe dem rechten Rohrförderer 20. Das Mischrad 90a wird mithin oszillierend angetrieben, um den Fördervorgang durch die Rohrfördersysteme nicht zu behindern. Sind jedoch die Zylinderrohre für beide Rohrfördersysteme zurückgezogen, kann sich das Mischrad auch kontinuierlich in einer Drehrichtung drehen.
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15 zeigt eine ähnliche Ansicht wie 7, wobei das Schneidrad 74a lediglich drei Schneidarme 77 aufweist, die mit entsprechenden Werkzeugen ausgestattet sind. Bei 79 ist ein Stein dargestellt. Hierdurch soll angedeutet werden, dass bei einer Betätigung des Schneidrades Steine von der Größe des Steines 79 in die Abbaukammer eintreten können, ohne dass sie vom Schneidrad bearbeitet werden müssen. Allerdings können Steine nur von einer Größe von den Rohrförderern aufgenommen werden, die kleiner ist als der Durchmesser der Zylinderrohre der Rohrförderer. Beträgt der Durchmesser 1,5 m, dann dürfen die Steine einen maximalen Durchmesser von < 1,5 m haben.
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Das Schneidrad 74a kann mit sehr geringer Drehzahl angetrieben werden, damit größere „Späne“ bei gleicher Vortriebsgeschwindigkeit aus der Ortsbrust gelöst werden. Das Aufnehmen der größeren Brocken durch die Rohrfördersysteme bereitet keine Schwierigkeiten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013010769 [0005]
- DE 102013014837 [0005]
- DE 102014104208 [0006]
