DE19722459C1 - Einrichtung zum Aufweiten von Hohlräumen in einer Strecke oder einem Tunnel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Auf­ weiten von Hohlräumen in einer Strecke oder einem Tunnel mit an einem schwenkbaren Auslegerarm rotierbar gelagerten Schrämköpfen mit Schneidwerkzeugen bzw. Meißeln, wobei der Auslegerarm an einem um eine sich in Strecken- bzw. Tunnelachse erstreckende Rotationsachse drehbaren Träger um eine die Rotationsachse des Trägers rechtwinkelig schneidende Achse schwenkbar angelenkt und mit einem am Träger abgestützten Schwenkantrieb verbunden ist, und wobei der drehbare Träger an zumindest einem Lagerbock in der Strecke bzw. dem Tunnel abstützbar ist und mit wenigstens einem Drehantrieb verbunden ist.

Im Tunnelbau ist es üblich, insbesondere bei längeren Tunneln, in bestimmten Abständen Hohlräume mit vergrößertem Querschnitt herzustellen, welche in der Folge entsprechend abge­ dichtet werden müssen. Weiters ist es bekannt, aufgelassene Bergwerke, insbesondere aufgelassene Salzbergwerke als Lager­ stätten zu verwenden, wobei eine entsprechende Abdichtung des Lagerraumes sichergestellt werden muß. Für das Abdichten derar­ tiger Lagerräume von als Lagerstätten umgewidmeten Bergwerken können beispielsweise Bentonitsteine verwendet werden, mit welchen die vergrößerten Hohlräume ausgekleidet werden. Nach dem Bewässern derartiger Steine quellen diese Steine und dichten den gebildeten Hohlraum ab. Voraussetzung für den Erfolg derartiger Dichtungsmaßnahmen ist allerdings eine hohe Präzision und Genauigkeit des zuvor hergestellten Dichtprofiles, wobei beim Herstellen von kugelförmigen Hohlräumen Durchmessertoleranz von etwa 5 mm gefordert werden, um eine vollständige Abdichtung sicherzustellen. Aus der DE 43 35 330 A1 ist bereits eine Einrichtung bekannt, bei der ein Auslegerarm an einem um eine sich in Strecken- bzw. Tunnelachse erstreckende Rotationsachse drehbaren Träger um eine die Rotationsachse des Trägers schneidende Achse angelenkt ist.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine einfache Einrich­ tung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher in einer bestehenden Strecke oder in einem Tunnel ein entsprechen­ der Hohlraum mit äußerst geringer Durchmessertoleranz herstell­ bar ist, welcher sich in der Folge für eine vollständige Abdich­ tung eignet. Die erfindungsgemäße Einrichtung soll hiebei klein­ bauend und leicht transportabel sein, da sie durch die Strecke bzw. den Tunnel zum Einsatzort verbracht werden muß und soll an der gewünschten Stelle eine Vergrößerung des lichten Querschnit­ tes auf mehr als das doppelte des ursprünglichen Durchmessers ermöglichen. Weiters soll die erfindungsgemäße Einrichtung einen einfachen und präzisen Antrieb für das Herstellen kugelförmiger Hohlräume mit hoher Maßtoleranz bieten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Einrichtung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der Träger an beiden Enden in in der Strecke bzw. dem Tunnel abgestützten, höhenverstellbaren Lagerböcken gelagert ist und daß der die Schrämköpfe tragende Auslegerarm zwischen den Lagerböcken am Träger angelenkt ist. Dadurch, daß der drehbare Träger an beiden Seiten in in der Strecke bzw. im Tunnel abgestützten, höhenverstellbaren Lager­ böcken gelagert ist, kann dieser Träger exakt in der Strecke orientiert werden und dadurch, daß die Schwenkachse des Aus­ legerarmes in einer die Rotationsachse des Trägers schneidenden Lage angeordnet ist, gelingt es durch Verschwenken des Auslegerarmes und Verdrehen des Trägers um die Rotationsachse exakt kugelförmige Hohlräume zu schrämen, welche eine hohe Maßtoleranz aufweisen. Insgesamt zeichnet sich die Einrichtung durch geringe Baumaße aus und kann daher leicht auch durch Strecken bzw. Tunnel mit geringem lichten Querschnitt in die gewünschte Position verbracht werden.

Für eine exakte Justierung und Positionierung der Rota­ tionsachse des Trägers ist die Ausbildung mit Vorteil so getrof­ fen, daß die Lagerböcke zwei seitlich an die Strecken- bzw. Tunnelwand ausfahrbare Stützen und wenigstens eine an der Sohle abstützbare und in Höhenrichtung verstellbare Stütze aufweisen.

Die an der Sohle abstützbare und in Höhenrichtung verstellbare Stütze dient hiebei der Ausrichtung der Rotationsachse in der Streckenachse und die seitlich an die Strecken- bzw. Tunnelwand ausfahrbaren Stützen führen zu einer stabilen Abstützung dieser Rotationsachse und zu einer sicheren Aufnahme der Reaktionskräfte beim Ausschrämen bzw. Auffahren des kugelförmigen Hohlraumes.

In besonders einfacher Weise kann der bzw. die Drehan­ trieb(e) für den Träger an wenigstens einem Lagerbock fest­ gelegt sein, wobei es prinzipiell ausreicht einen derartigen Drehantrieb an einen der beiden Lagerböcke vorzusehen. Um auch hier die Reaktionskräfte bei entsprechend kleinbauenden Moto­ ren sicher aufnehmen zu können, ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, daß der Drehantrieb von zwei diametral zur Rotationsachse des Trägers am Lagerbock angeordneten Motoren gebildet ist.

Der Schwenkantrieb des Auslegerarmes kann in besonders einfacher Weise von wenigstens einem am rotierbaren Träger gelenkig angeschlossenen Zylinderkolbenaggregat gebildet sein, wodurch auch hier ein kleinbauendes Antriebsaggregat Ver­ wendung finden kann, welches den Transport der Einrichtung vereinfacht.

Eine weitere Maßnahme zur Verringerung des benötigten lichten Querschnittes für den Transport der Einrichtung be­ steht gemäß einer bevorzugten Weiterbildung darin, daß der rotierbare Träger gekröpft ausgebildet ist und in seinem mittleren Bereich parallel zur Rotationsachse versetzt ver­ läuft, daß die Schwenkachse des Auslegerarmes an der Innen­ seite die Rotationsachse schneidend und die Anlenkachse des Schwenkantriebes am Träger an der Außenseite des Trägers ange­ ordnet ist. Auf diese Weise kann mit einem relativ kompakten drehbaren Träger das Auslangen gefunden werden und trotzdem der für den Schwenkantrieb erforderliche Hebelarm zur Ver­ schwenkung des Auslegerarmes zur besseren Krafteinleitung zur Verfügung gestellt werden.

Beim Auffahren des Hohlraumes wird der Durchmesser durch mehrfaches Überstreichen der abzubauenden Front vergrößert. Die bei einem derartigen Schritt erzielbare Durchmesserver­ größerung hängt von der Art des verwendeten Schrämkopfes und der entsprechenden Schrämkopfgeometrie ab. Der Einbruch kann hierbei jeweils am Rand der Strecke bzw. des Tunnels erfolgen, wobei die Durchmesser Vergrößerung durch verschwenken des Aus­ legerarmes mit dem Schrämkopf erfolgt. Um eine entsprechende Vergrößerung auf den doppelten oder noch größeren Durchmesser zu gewährleisten, ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, daß der Auslegerarm, insbesondere durch Einsetzen von Zwischenstücken oder einer Teleskopiervorrichtung, verlänger­ bar ausgebildet ist. Die Verwendung von Zwischenstücken stellt hiebei die erforderliche Stabilität und Präzision beim Schräm­ vorgang sicher.

Mit Vorteil ist die Ausbildung so getroffen, daß der Schwenkantrieb für den Auslegerarm einen Schwenkwinkel von 120 bis 180° überstreicht. Prinzipiell ist der erforderliche Schwenkwinkel des Schwenkantriebes für den Auslegerarm davon abhängig, in welcher Winkelstellung ausgehend von der Tunnel- oder Streckenlängsachse ein Einbruch in die Wand des zu schrä­ menden Hohlraumes erfolgt. Der volle Winkel von 180° ist in aller Regel nicht erforderlich, da ja die Einrichtung insgesamt einen wesentlich geringeren lichten Querschnitt in Anspruch nimmt, als dies dem lichten Querschnitt der Strecke bzw. des Tunnels entspricht. Zum Schrämen muß daher der Auslegerarm gegen die Wand des Tunnels bzw. der Strecke angestellt werden, wobei die volle Schwenklage in Richtung 180° in erster Linie im Zusammenhang mit der Verringerung der Transportmaße von Bedeutung ist.

Mit Vorteil ist die erfindungsgemäße Ausbildung so getroffen, daß der Schrämkopf des Auslegerarmes um eine mit der Achse des Auslegerarmes fluchtende Rotationsachse rotier­ bar angetrieben ist und daß der Schrämantrieb im Auslegerarm angeordnet ist, wodurch besonders kompakte Baumaße für den Transport und eine hohe Effizienz beim Schrämen sichergestellt ist.

Um eine sichere Abstützung der beiden Lager für den drehbaren Träger zu gewährleisten, muß sichergestellt werden, daß diese Lager im lichten Querschnitt der Strecke bzw. des Tunnels festgelegt werden können und während des Ausbruches des Hohlraumes nicht versetzt werden müssen. Die Ausbildung ist daher mit Vorteil so getroffen, daß die Länge des dreh­ baren Trägers zwischen den Drehlagern größer ist als der Durchmesser des aufzufahrenden kugelförmigen Hohlraumes.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich­ nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht auf die erfindungsgemäße Einrichtung in ihrer Position in der Strecke bzw. im Tunnel,

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A auf einen Lagerbock mit der entsprechenden Abspannung bzw. Ab­ stützung und

Fig. 3 eine schematisch vereinfachte Schnittdar­ stellung entsprechend der Linie B-B der Fig. 1 bei etwa normal zur Streckenlängsachse verschwenktem Auslegerarm.

In Fig. 1 ist mit 1 ein rotierbarer Träger bezeichnet, welcher in Lagerböcken 2 rotierbar gelagert ist. Die Lager­ böcke 2 sind über Abstützungen 3 an der Sohle abgestützt, wobei diese Abstützungen 3 über hydraulische Zylinderkolben­ aggregate 4 höhenverstellbar sind, um die Rotationsachse 5 des drehbaren Trägers 1 in eine mit der Streckenlängsachse bzw. Tunnellängsachse fluchtende Lage justieren zu können.

Am drehbaren Träger 1 ist um eine Schwenkachse 6 ein Auslegerarm 7 schwenkbar angelenkt, wobei diese Schwenkachse 6 die Rotationsachse 5 des drehbaren Trägers 1 schneidet. Durch diese Positionierung der Schwenkachse 6 in der die Rotations­ achse 5 schneidenden Lage wird eine exakt kugelförmige Gestalt des zu schrämenden Hohlraumes sichergestellt, wobei hier die Wand des ausgeschrämten Hohlraumes mit 8 bezeichnet ist. Am Ende des schwenkbaren Auslegerarmes ist ein Schrämkopf 9 rotierbar gelagert, wobei der Schrämantrieb der Einfachheit halber nicht eingezeichnet ist und im vorderen Ende des Schneidarmes bzw. Auslegerarmes, welches mit 10 bezeichnet ist, untergebracht ist.

Der Schwenkantrieb für den Auslegerarm 7, welcher durch entsprechende Zwischenstücke 11 oder einer Teleskopiervor­ richtung in seiner Längsrichtung verlängerbar ist, ist durch ein hydraulisches Zylinderkolbenaggregat 12 gebildet, welches außerhalb der Längsachse 5 des Trägers um eine Achse 13 schwenkbar am Träger 1 angelenkt ist. Das zweite Ende dieses hydraulischen Zylinderkolbenaggregates greift am Auslegerarm 7 an einer Anlenkstelle 14 an. Zwischen der Anlenkstelle 14 und der Schwenkachse 6 des Auslegerarmes 7 wird ein entsprechender Hebelarm ausgebildet, welcher die Verschwenkung des Ausleger­ armes 7 über nahezu 180° sicherstellt, wobei der Auslegerarm 7 für die Transportstellung in eine zur Rotationsachse 5 des Trägers 1 im wesentlichen parallele Lage eingeschwenkt werden kann.

In Fig. 2 ist die Abstützung der Lagerböcke 2 näher dargestellt. Die Abstützung auf der Sohle erfolgt wiederum durch einen Abstützschuh 15, wobei der Lagerbock 2 durch die hydraulischen Zylinderkolbenaggregate 4 in Höhenrichtung justiert werden kann, um die Rotationsachse des Trägers 5 in die korrekte Position zu justieren. Die Abstützung erfolgt zusätzlich durch seitlich ausfahrbare Abstützungen 16, welche über hydraulische Zylinderkolbenaggregate 17 gegen die Wand der Strecke bzw. des Tunnels verspreizbar sind. Am Lagerbock sind zwei diametral zur Rotationsachse einander gegenüber­ liegende Antriebsmotoren 18 vorgesehen, durch welche eine symmetrische Krafteinleitung bei kleinbauenden Antriebsmotoren für den Drehantrieb des Trägers 1 gewährleistet ist.

Bei der Darstellung nach Fig. 3 ist der Auslegerarm 7 in eine im wesentlichen normal zur Rotationsachse 5 des Trägers stehende Position verschwenkt, wobei die Schwenkachse des Aus­ legerarmes wiederum mit 6 bezeichnet ist. Durch Rotation des Trägers um die Rotationsachse 5 wird somit ein Kreisbogen ausgeschrämt und durch Verschwenken des Auslegerarmes 7 um die Schwenkachse 6 wird das gewünschte Hohlkugelprofil geschrämt. Die Wand des Hohlraumes ist wiederum mit 8 angedeutet, wobei der Einbruch zur Vergrößerung des Hohlraumes immer von der Seite des lichten Querschnittes der Strecke bzw. des Tunnels erfolgt. Das Hohlkugelprofil wird durch Verschwenken des Auslegerarmes 7 um die Schwenkachse 6 und Verdrehen des Trägers um die Rotationsachse 5 ausgeschrämt.

Claims (10)

1. Einrichtung zum Aufweiten von Hohlräumen (8) in einer Strecke oder einem Tunnel mit an einem schwenkbaren Auslegerarm (7) rotierbar gelagerten Schrämköpfen (9) mit Schneidwerkzeugen bzw. Meißeln, wobei der Auslegerarm (7) an einem um eine sich in Strecken- bzw. Tunnelachse erstreckende Rotationsachse (5) drehbaren Träger (1) um eine die Rotationsachse (5) des Trägers (1) rechtwinkelig schneidende Achse (6) schwenkbar angelenkt und mit einem am Träger (1) abgestützten Schwenkantrieb verbunden ist, und wobei der drehbare Träger (1) an zumindest einem Lagerbock (2) in der Strecke bzw. dem Tunnel abstützbar ist und mit wenigstens einem Drehantrieb verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) an beiden Enden in in der Strecke bzw. dem Tunnel abgestützten, höhenverstellbaren Lagerböcken (2) gelagert ist und daß der die Schrämköpfe tragende Auslegerarm (7) zwischen den Lagerböcken (2) am Träger (1) angelenkt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerböcke (2) zwei seitlich an die Strecken- bzw. Tunnel­ wand ausfahrbare Stützen (16) und wenigstens eine an der Sohle abstützbare und in Höhenrichtung verstellbare Stütze (3) auf­ weisen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der bzw. die Drehantrieb(e) für den Träger (1) an wenigstens einem Lagerbock (2) festgelegt ist (sind).

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schwenkantrieb des Auslegerarmes (7) von wenigstens einem am rotierbaren Träger (1) gelenkig ange­ schlossenen Zylinderkolbenaggregat (12) gebildet ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb von zwei diametral zur Rota­ tionsachse (5) des Trägers (1) am Lagerbock (2) angeordneten Motoren (18) gebildet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierbare Träger (1) gekröpft ausgebil­ det ist und in seinem mittleren Bereich parallel zur Rotations­ achse (5) versetzt verläuft, daß die Schwenkachse (6) des Aus­ legerarmes (7) an der Innenseite die Rotationsachse (5) schneidend und die Anlenkachse (14) des Schwenkantriebes am Träger (1) an der Außenseite des Trägers (1) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslegerarm (7), insbesondere durch Ein­ setzen von Zwischenstücken (11) oder einer Teleskopiervorrich­ tung, verlängerbar ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb für den Auslegerarm (7) einen Schwenkwinkel von 120 bis 180° überstreicht.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrämkopf (9) des Auslegerarmes (7) um eine mit der Achse des Auslegerarmes (7) fluchtende Rotations­ achse rotierbar angetrieben ist und daß der Schrämantrieb im Auslegerarm angeordnet ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des drehbaren Trägers (1) zwischen den Drehlagern größer ist als der Durchmesser des aufzufahrenden kugelförmigen Hohlraumes (8).