DE1209974B - Vorrichtung zur Herstellung unterirdischer Kanaele in lockeren Erdboeden mit einem hydraulisch vorgetriebenen Kopf - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Herstellung unterirdischer Kanäle in lockeren Erdböden mit einem hydraulisch vorgetriebenen Kopf Bei der Herstellung von unterirdischen Kanälen der verschiedensten Durchmesser sowie bei der Erschließung von Öl- bzw. Wasservorkommen ist es bekannt, Stollen von Hand vorzutreiben und das Erdreich fortzuschaffen. Diese Arbeitsweise ist wegen ihres Arbeitsaufwandes nachteilig.
• Es sind bereits Vorrichtungen zur Herstellung von unterirdischen Kanälen bekannt, die aus einem in das Erdreich hydraulisch vorgedruckten, konisch gestalteten Körper bestehen; dieser ist im allgemeinen durch einen Hydraulikantrieb gegen ein Widerlager abgestützt. Diese Abstützvorrichtung besteht aus einem Tragkörper, der auch den hydraulischen Antrieb für den konisch gestalteten Vortriebskörper enthalten kann und trägt auf seiner Außenseite Platten, die durch Druckmittel nach außen gedrückt werden und sich fest an die Wandungen des vorgetriebenen Stollens anpassen. Diese Platten sind der Form der Wandung des Stollens angepaßt. Bei Stollen mit Kreisquerschnitt können die Platten aus Viertelkreissegmenten bestehen. Zum Anpressen können ebenfalls hydraulische Antriebe dienen. Der konische Kopf des Vortriebkörpers kann mit einer Flüssigkeitsleitung versehen sein, die an seiner Spitze ausmünden kann und durch die Wasser od. dgl. in das vor dem Vortriebskörper liegende Erdreich gedrückt wird. Damit soll das Erdreich aufgeweicht werden. Diese Vorrichtungen haben den Nachteil, daß der Vortriebs-Wrper einen starken Widerstand zu überwinden hat, da das Erdreich nur seitlich weggedrückt wird. Eine Lockerung des Erdreiches findet nicht statt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Vorschubvorrichtung durch die seitlich angepreßten Druckplatten nicht genügend fest gehalten wird. Die Vor-#,.chubvorrichtung wird bei den bekannten Vorrichtungen allein durch Reibungskräfte festgehalten.
• Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannen Vorrichtungen. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung unterirdischer Kanäle in lockeren Erdböden mit einem hydraulisch vorgetriebenen Kopf. Die Erfindung besteht darin, daß der Kopf drehbar an einem hülsenartigen Verdrängerkörper gelagert ist, der seinerseits verschiebbar auf einem Hohlzylinder gelagert ist, der die Antreibsmittel enthält und daß an dem Verdrängerkörper um nach außen ragende Achsen verschwenkbare Schaufeln bzw. Druckplatten gelagert sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat einmal den Vorteil, daß der Vortriebskörper sich dreht und dabei das Material auflockert. Zum anderen besteht der Vorteil, daß die schwenkbaren Druckplatten einmal beim Vortrieb so eingestellt werden können, daß sie den Vortrieb praktisch nicht hindern, daß sie aber andererseits durch ihre Verschwenkung um 90° so eingestellt werden können, daß sie nunmehr einmal den Verdrängungskörper oder auch den die Antriebsvorrichtungen aufnehmenden Hohlzylinder nunmehr einwandfrei in seiner Lage festhalten, so daß insbesondere der letztere gegen ein Verschieben beim Vortriebsvorgang gesichert ist. Das Verdrehen der Schaufeln bzw. Druckplatten erfolgt jeweils gegen Ende des Arbeitshubes.
• Einzelheiten der Erfindung werden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert, und zwar zeigt A b b.1 einen Längsschnitt, A b b. 2 einen Schnitt in der Ebene a-b und A b b. 3 eine Seitenansicht der Schaufeln.
• Die Maschine besitzt einen Verdrängerkörper, der aus einer Spitzel besteht, welche die Funktion einer Befestigungsmutter für den drehbaren Kopf 2 besitzt und ruf die Welle 4 aufschraubbar ist. Dieser Kopf ist mit schneckenförmigen Aufreißprofilen versehen und trägt zwei Bohrungen, in denen unter Federdruck stehende Stifte 3 gelagert sind, die in einen Körper 28 ragen, der auf der Welle 4 des drehbaren Kopfes 2 gelagert ist. Dieser Körper 28 besitzt ein Rastenprofil, in das die entgegengesetzt gerichteten Rasten des Rastenrades 5 eingreifen, das zum Antrieb dient. Dieses Rastenrad ist mit einem Zahnrad verbunden, das beidseitig mit zwei oder mehreren Antriebszahnrädern 6 kämmt. Die Antriebszahnräder 6 sitzen jeweils auf einer Spindel 15, die ihrerseits in eine Spindelmutter 8 eingreift. Diese ist am vorderen Ende des Hohlzylinders 10 befestigt.
• Am drehbaren Kopf 2 schließt sich der feststehende Verdrängerkörper 9 an. Dieser ist in seinem hinteren Ende : mit Hilfe der Führungsringe 16 verschiebbar auf dem Hohlzylinder 10 gelagert. Ein weiterer Führungsring 16 für den Verdrängerkörper ist am vorderen Ende des Hohlzylinders 10 vorgesehen.
• Am Boden des Kopfes 2 ist das Pumpenrohr 12 befestigt, innerhalb welchem der Kolben 7 gleitet. Dieser ist seinerseits an der doppelwandigen Kolbenstange 13, 14 befestigt. Die Kolbenstange trägt am Ende ein Wechselventil 21, durch das Druckflüssigkeit entweder in das Innere der Kolbenstange oder in den Zwischenraum zwischen Kolbenstange und Pumpenrohr eingepreßt wird. Das Wechselventil ist an dem Abschlußdeckel22 befestigt, der seinerseits mit dem Hohlzylinder 10 verbunden ist. Die Druck-und Abluftstutzen sind mit 23 und 25 bezeichnet. Je nach der Stellung des Umschaltventils 21 wird durch die Druckflüssigkeit entweder die Kolbenstange in den Pumpenzylinder hineingedrückt bzw. aus diesem herausgedrückt. Wenn die Druckflüssigkeit in das Innere der doppelwandigen Kolbenstange 13, 14 gedrückt wird, wird der Zylinder 12 mit dem daran befestigten Kopf 2 und dem Verdrängerkörper 9 nach vorn gedrückt. Dabei gleitet die Spindel 15 in ihrer Spindelmutter 8, wodurch die Zahnräder 6 gedreht werden, die ihrerseits den Kopf 2 in Drehung versetzen. Bei diesem Arbeitshub wird das Erdreich durch den vortreibenden kegeligen Kopf 2 verdrängt, wobei gleichzeitig eine schraubenförmige Bewegung des Kopfes 2 das Vorgleiten im Erdreich erleichtert. Der Verdrängerkörper 9 mitsamt dem Kopf liegt schließlich in der Endlage. Nunmehr wird das Umschaltventil21 umgelegt und Druckflüssigkeit in den Raum zwischen Kolbenstange 13, 14 und Pumpenrohr 12 gegeben. Dabei wird die Kolbenstange in den Pumpenzylinder hineingezogen, womit gleichzeitig, wie weiter unten beschrieben, auch der Hohlzylinder 10 in den Verdrängerkörper 9 nachgezogen wird.
• Das Pumpenrohr 12 ist an seinem hinteren Ende mit einem Deckel 17 versehen, der gleichzeitig die Lager für die Spindeln 15 trägt.
• Im Verdrängerkörper 9 sind nach außen ragende Schaufeln 18 radial gelagert, an deren Achsen Hebel befestigt sind. An diesen Hebeln sind die Zugstangen 11 angelenkt, die an ihrem anderen Ende eine Begrenzungsmutter tragen. Die Zugstangen sind durch entsprechende Halterungen im Hohlzylinder 10 gehalten. Wenn nun der Verdrängerkörper 9 vorgeschoben wird, werden die Zugstangen an ihrem hinteren Ende gehalten, so daß beim Vorschieben des Verdrängerkörpers 9 die Schaufeln 18 um 90° geschwenkt werden, da ja die an ihnen befestigten Hebel durch die Zugstangen an ihren Enden festgehalten werden. Das bedeutet, daß die Schaufeln 18 sich bei ihrer Vorwärtsbewegung zugleich um ihre Achse drehen.
• In gleicher Weise sind an dem hinteren Ende des Hohlzylinders 10 Schaufeln 18 schwenkbar gelagert, wobei an ihren Achsen Hebel 19 befestigt sind. An diese sind die Zugstangen 11 mit ihrem gabelförmigen Ende 20 angelenkt. Die Zugstangen 11 sind durch Bohrungen im Pumpendeckel 17 geführt und tragen Begrenzungsmuttern, durch die nach einer gewissen Vorwärtsbewegung die Schaufeln 18 in gleicher Weise wie vorher beschrieben geschwenkt werden. Wenn der Verdrängerkörper 9 sich seiner Endlage nähert, werden andererseits die Schaufeln 18 am hinteren Ende des Hohlzylinders 10 um 90° gedreht, so daß sie aus der dargestellten Lage so weit geschwenkt werden, daß sie in Richtung der Maschine liegen. Dadurch ist es möglich, daß beim folgenden Arbeitshub, bei dem der Zylinder 10 nachgezogen wird, die Schaufeln 18 an ihrem hinteren Ende dem Erdreich keinen Widerstand bieten. Wenn nun der Zylinder 10 sich der Endlage nähert, bei der er in dem Verdrängerkörper 9 ganz eingeschoben ist, stößt der Pumpendeckel 17 gegen die andere Begrenzungsmutter der Zugstangen 11 und schwenkt die Schaufeln 18 am hinteren Ende der Hohlzylinder 10 wieder in die dargestellte Lage, so daß der Hohlzylinder 10 nunmehr wieder gleichsam im Boden verankert ist. Wie die Schilderung zeigt, drehen sich die Schaufeln bei gleicher Bewegung in ihrer Längsrichtung. Dadurch wird ein bogenförmiges Einschneiden der Schaufeln ins Erdreich bewirkt.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Herstellung unterirdischer Kanäle in lockeren Erdböden, mit einem hydraulisch vorgetriebenen Kopf, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Kopf (2) drehbar an einem hülsenartigen Verdrängerkörper (9) gelagert ist, der seinerseits verschiebbar auf einem Hohlzylinder (10) gelagert ist, der die Antriebsmittel enthält, und daß an dem Verdrängerkörper (9) um nach außen ragende Achsen verschwenkbare Schaufeln bzw. Druckplatten (18) gelagert sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gegekennzeichnet, daß auch an dem die Antriebsmittel tragenden Zylinder (10) an seinem hinteren Ende um nach außen ragende Achsen schwenkbare Schaufeln bzw. Druckplatten (18) gelagert sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (10) in seinem hinteren Ende einen Aufnahmeraum (24) für Werkzeuge, Bedienungspersonal, mitzuschleppende Steigleitungsrohre usw. trägt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit Tiefen-und Seitenrudern zur Lenkung versehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 794 234, 832 069, 864185; britische Patentschriften Nr. 291540, 786 012; USA: Patentschriften Nr.1596 848, 1974 324, 2229912.