DE1193081B - Vorrichtung zum Auffahren von im Querschnitt kreisfoermigen Stollen od. dgl. - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Auffahren von im Querschnitt kreisförmigen Stollen od. dgl. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auffahren von im Querschnitt kreisförmigen Stollen od. dgl., wie sie beispielsweise zum Verlegen von Rohren oder Kabeln benötigt werden, wobei sich die Vorrichtung unter zumindest teilweiser seitlicher Verdrängung des Erdreichs schraubenartig vorwärts bewegt und zu diesem Zweck einen um die Stollenlängsachse rotierenden, sich nach vorn verjüngenden Körper aufweist, der an seiner Außenseite mit auf Schraubenlinien angeordneten, in das Erdreich einschneidenden Ansätzen, z. B. Gewindegängen, versehen ist.
• Es sind bereits torpedoförmige Vorrichtungen dieser Art bekannt, bei denen der vordere, rotierende Körper an einem hinteren, sich nicht drehenden Körper gelagert ist und gegenüber dem hinteren Körper, der länger ist, angetrieben wird. Das auf den hinteren Körper wirkende Reaktionsmoment des Antriebsmotors wird aufgenommen von in Richtung der Längsachse verlaufenden Leitflossen, die in das umgebende Erdreich einschneiden und den hinteren Körper an der Drehung hindern. Hierbei entsteht an der belasteten Flanke dieser Flossen eine Reibungskraft, die der Vorwärtsbewegung entgegenwirkt und, da sie nicht zur Vortriebserzeugung beiträgt, den Wirkungsgrad verschlechtert. Es muß in diesem Falle also eine unnötig große Motorleistung installiert werden.
• Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zwei sich gegenläufig drehende, jeweils mit äußeren Ansätzen versehene Körper hintereinander angeordnet sind. Dabei sollte die Länge des vorderen Körpers so mit der Länge des hinteren Körpers abgestimmt sein, daß die Drehmomente beim Vortrieb gleich groß sind.
• Dieses Prinzip ist an sich nicht mehr neu, denn es ist bereits bekannt, den Bohrkopf einer Bohrmaschine zum Streckenvortrieb so in eine kreisförmige Innenscheibe und einen Außenring zu unterteilen, die beide gegenläufig gedreht werden, daß die auf den Maschinenrahmen wirkenden Reaktionsmomente sich gegeneinander aufheben.
• Bei der Vorrichtung nach der Erfindung kann zur Erzielung einer Längsführung der hintere Körper auf einem Teil seiner Länge Zylinderform haben. Hat der vordere Körper Kegelform, so ist es zweckmäßig, wenn der hintere Körper die Kegelfläche fortsetzt.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es möglich, um eine zu große Verdrängungsarbeit zu vermeiden, die Vorrichtung an ihrer vorderen Stirnseite mit einer Öffnung zu versehen, durch die ein Teil des auf den aufzufahrenden Stollenquerschnitt entfallenden Erdreichs in die Vorrichtung dringt. Weiterhin wird vorgeschlagen, um die Reibungskräfte zwischen dem Erdreich und der Außenseite der Vorrichtung und ihren Ansätzen herabzusetzen, an der Außenseite der Körper mit ringförmigen Rippen versehene Walzen zu lagern, deren Achsen senkrecht zu den Schraubenlinien verlaufen und annähernd mit den Mantellinien der Außenseite der Körper zusammenfallen.
• In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
• F i g. 1 zeigt eine erste Ausführungsform in Seitenansicht, teilweise geschnitten, und F i g. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach F i g. 1, aus dem zu ersehen ist, wie der Schnitt in F i g. 1 geführt ist.
• An den vorderen kegelförmigen Körper 1 schließt sich ein die Kegelfläche fortsetzender Körper 2 an. Die Außenseite beider Körper ist mit gewindeartigen Gängen 3 versehen, wobei die Steigungsrichtung auf beiden Körpern entgegengesetzt und die Ganghöhe am vorderen Körper etwas kleiner ist. Beide Körper können durch nicht gezeigte Lager fest oder auch unter Ermöglichung geringfügiger Winkelschwenkungen relativ zueinander miteinander verbunden sein. Ein hinterer, konzentrischer Ansatz 4 des vorderen Körpers ist mit einer Außenverzahnung 5, der vordere Teil des hinteren Körpers dagegen mit einer Innenverzahnung 6 versehen.
• Im Inneren des hinteren Körpers 2 ist ein Rahmen 7 angeordnet, der einen Motor 8 trägt und in dem mehrere gleichmäßig über dem Umfang verteilte Wellen 9 gelagert sind. Das Abtriebszahnrad 10 des Motors 8 steht im Eingriff mit auf den Wellen 9 befestigten Zahnrädern 11. Eine weitere Verzahnung 12 auf dem vorderen Teil der Wellen steht im Eingriff sowohl mit der Außenverzahnung 5 als auch mit der Innenverzahnung 6.
• Wenn nun der Motor 8 arbeitet, so bewegen sich beide Körper gegenläufig zueinander. Ist die Vorrichtung allseitig vom Erdreich eingeschlossen, so wirken durch die Reibung auf die Außenseite beider Körper gegensinnige Rückdrehmomente. Diese Momente müssen gleich groß sein, wenn eine Drehung der Vorrichtung insgesamt verhindert werden soll. Ein Ausgleich der Momente läßt sich durch entsprechende Wahl des Verhältnisses der Länge des vorderen Körpers zur Länge des hinteren Körpers erreichen. Ist dieses Verhältnis richtig getroffen, so bleibt der Rahmen 7 in Ruhe; höchstens können dann noch Momente übrigbleiben aus örtlich verschiedenen Reibungskoeffizienten, etwa durch Inhomogenität des Erdreichs. Diese Momente werden aber geringfügig bleiben. Sie können beispielsweise am Rahmen 7 aufgefangen oder auch durch Maßnahmen, welche die Reibung zwischen einem der Körper und dem Erdreich zu verändern gestatten, ausgeglichen werden.
• Durch die Drehbewegung der Vorrichtung unter der Erde entsteht ein Stollen, dessen freie Fläche verdichtet ist. Damit ist auch die Gefahr des Nachstürzens des Erdreiches gemindert.
• F i g. 3 zeigt eine günstige Ausführungsform bei größeren Abmessungen der Vorrichtung. Weil mit zunehmender Zusammendrückung des Erdreichs die hierzu benötigte Kraft steil ansteigt, können beim Bohren größerer Durchmesser, z. B. bei Tunneln, unzulässige Kräfte auftreten. Hier ist es dann günstiger, nicht das gesamte Erdreich zu verdrängen, sondern nur einen ringförmigen Streifen. Die Vorrichtung nach F i g. 3 tut dies, indem sie das Erdreich im mittleren Querschnittsbereich nicht verdrängt, sondern durch eine stirnseitige Öffnung in die Vorrichtung eintreten läßt. Ist die Vorrichtung mit Erdreich gefüllt, so ist dieses - wie es etwa auch beim Schildvortrieb üblich ist - abzufördern.
• Der hintere Körper der Vorrichung ist auf den größten Teil seiner Länge zylindrisch geformt, wodurch eine bessere Geradeausführung erreicht wird.
• Für kürzere Vortriebe kann eine z. B. am Motorgehäuse angebrachte starre Stange, die sich in Längsrichtung der Vorrichtung nach hinten erstreckt, zur Fühgung dienen. Durch diese Stange können auch Restdrehmomente, wie sie aus der Inhomogenität des Erdreichs resultieren können, aufgenommen werden.
• F i g. 4 stellt schließlich eine Ausführungsform dar, bei der es gelingt, die auftretenden Reibungskräfte auf ein Minimum zu reduzieren. Mehrere gleichmäßig auf dem Umfang verteilte, zur Längsachse der Vorrichtung windschiefe und mit in Umfangsrichtung verlaufenden Rippen versehene Walzen bewirken die Vorwärtsbewegung und vermindern zugleich durch ihr Abrollen die Gleitreibung.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Auffahren von im Querschnitt kreisförmigen Stollen od. dgl. unter zumindest teilweiser seitlicher Verdrängung des Erdreichs, die sich schraubenartig vorwärts bewegt und zu diesem Zweck einen um die Stollenlängsachse rotierenden, sich nach vorn verjüngenden Körper aufweist, der an seiner Außenseite mit auf Schraubenlinien angeordneten, in das Erdreich einschneidenden Ansätzen, z. B. Gewindegängen, versehen ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß zwei sich gegensinnig drehende, jeweils mit äußeren Ansätzen versehene Körper hintereinander angeordnet sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des vorderen Körpers so mit der Länge des hinteren Körpers abgestimmt ist, daß die Drehmomente beim Vortrieb gleich groß sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Körper zur Erzielung einer Längsführung auf einem Teil seiner Länge Zylinderform hat.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Körper Kegelform hat und der hintere Körper die Kegelfläche fortsetzt.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie an ihrer vorderen Stirnseite eine Öffnung aufweist, durch die ein Teil des auf den aufzufahrenden Stollenquerschnitt entfallenden Erdreiches in die Vorrichtung dringt.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite der Körper mit ringförmigen Rippen versehene Walzen gelagert sind, deren Achsen senkrecht zu den Schraubenlinien verlaufen und annähernd mit Mantellinien der Außenseite der Körper zusammenfallen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1002 775, 1098 472; französische Patentschrift Nr. 498 587.