DE2331651A1 - Schneidvorrichtung fuer einen schneidbagger - Google Patents

Description

Gijsbertus Jan Willem BOOMSTRA, 12 Meijendelseweg, WASSENAAR (Niederlande)

Schneidvorrichtung für einen Schneidbagger

Die Erfindung 'betrifft eine Schneidvorrichtung für einen Schneidbagger, die beim Baggern einer Bahn mittels zweier am Achterschiff befindlicher Arme schrittweise , vorwärts bewegt wird und nach jedem Schritt um einen auf dem Grund liegenden Arm über den zu baggernden Kanal hinwegschwenkt, am Vorderteil des Schiffes gestützt ist und einen Streifen des Unterwasserqrundes lostrennt, welcher dann zusammen mit einer Wassermenge durch ein Saugrohr nach oben befördert wird, dessen Einlaßende sich oberhalb der Schneidvorrichtung befindet.

Eine bekannte Schneidvorrichtung besitzt ringförmig angeordnete Messer, welche der Vorrichtung das Aussehen einer Krone oder eines Korbes verleihen. Diese Schneidvorrichtung rotiert an einer betätigten Welle, während sich das Schiff seitwärts bewegt, und die Messer schneiden im Verlauf einer schlagenden Bewegung Chips oder

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Schälmengen vom Grund los. Diese unterbrochene Messerarbeit hat den Nachteil, daß die beteiligten Bauelemente aufgrund der erzeugten Vibrationen übermässig belastet werden und schnell verschleißen. Außerdem werden die Messer bei dieser schlagenden Arbeitsweise schnell stumpf. Ein weiteres Problem besteht darin, daß einmal abgeschnittene Grundbrocken, die auf den Grund'zurückgefallen sind, schwierig durch die Öffmangen zwischen den rotierenden Messern hindurch in das Saugrohr zu bekommen sind, dessen Einlaßende sich unmittelbar über dem Schneidwerkzeug befindet.

Hinzu kommt, daß für die - diskontinuierliche Schneidarbeit der Messer eine beträchtliche Leistung aufgebracht werden muß.

Die bekannte Ausführung hat ferner den Nachteil, daß das Saugrohr nicht direkt die Schneidflächen der Messer erreichen kann, weil der Saugeinlaß sich in einer beträchtlichen Entfernung davon befindet, so daß wegen der Abstände zwischen den Messern nur eine geringe Führungs— möglichkeit für das abgeschnittene Erdmaterial in den Saugeinlaß besteht.

Aufgrund der vorgenannten Nachteile ist der Betrieb bekannter Schneidvorrichtungen für Bagger relativ kostspielig, die Grundentnahme ist nicht optimal,und zwischen den großen Öffnungen zwischen den Messern werden große Mengen an Wasser eingesaugt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine optimal arbeitende Schneidvorrichtung zu schaffen. Diese Aufgabe wird er— findungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schneidvorrichtung

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nicht wie eine Krone, sondern als kreisförmige Schaufel oder konkave Scheibe ausgebildet ist, deren Scheibenoberfläche drehbar ist und deren Rand eine Drehschneidkante bildet; und daß die Scheibenoberflache mit einem erweiterten Saugrohrende verbunden sowie in diesem Saugrohrende an einer rotierenden Welle angebracht ist, die entsprechend dem gewünschten Schneidwinkel gegenüber dem Grund schiefwinklig zur Saugrohrachse verläuft.

Vorzugsweise ist das Saugrohrende gegenüber der Saugrohrachse drehbar angeordnet, um die Stellung der Schneidvorrichtung am Ende eines Querhubes zu drehen.

Diese Lösung hat verschiedene Vorteile: Es werden keine Schälmengen oder Chips vom Grund abgelöst, sondern ein länglicher Streifen abgeschält, welcher direkt von der schneidenden Oberfläche und über den anschließenden verqrößerten Einlaßguerschnitt des Saugrohrendes abgesaugt wird, und zwar mit einem geringen Wasseranteil und durch das mit der schneidende Scheibe verbundene Saugrohr. Für das Absaugen des vom Grund abgeschälten Streifens ist nur eine relativ kleine Säugöffnung erforderlich.

Demgemäß ist das erweiterte Saugrohrende vorzugsweise muldenförmig gekrümmt und besitzt oberhalb der Scheibenoberfläche eine so weit wie möglich geschlossene Endfläche, welche Ähnlichkeit mit einer Ohröffnung besitzt, wobei die rotierende Welle, an welcher die Schneidvorrichtung angebracht ist, sich schräg zur Saugrohrachse über die ohr ähnliche Saugöffnung hinweg erstreckt. Diese Konfiguration der Endfläche hält die Einlaßverluste klein. '

Die bisher übliche schlagende oder diskontinuierliche Schneidarbeit der rotierenden Messer wird erf indungsqeinäß

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ersetzt durch eine kontinuierliche Schneidarbeit der Scheibenkante, so daß keine Vibrationen entstehen und die Schneidarbeit mit relativ geringem Leistungsaufwand durchgeführt werden kann. Auch das Problem stumpfer Schneidkanten existiert nicht mehr, da bekanntlich z.B. ein rotierendes Fleischmesser, mit dem sich die erfindungsgemäße Schneidvorrichtung vergleichen läßt, wegen der schnellen Umdrehung nicht besonders scharf sein muß·

Selbstverständlich läßt sich die Schneidkante auf verschiedene Weise abwandeln. So kann beispielsweise auch eine mit Sägezähnen besetzte Schneidkante verwendet werden, obwohl erfindungsgemäß einer kontinuierlichen Schneidkante, im Hinblick auf die zuvor genannten Vorteile, der Vorzug gegeben wird.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß im Übergangsbereich zwischen dem erweiterten Saugrohr und der Scheibenoberfläche der Schneidvorrichtung absolut keine dichte Verbindung erforderlich ist, sondern im Gegenteil ein weiter Spielraum verbleiben kann, so daß dieser Bereich von Wasser durchspült wird und sich keine Grundbrocken zwischen der rotierenden Schneidvorrichtung und dem Ende des Saugrohres'festklemmen können, welche zu Reibung und Abnutzuna führen könnten.

Nachfolgend werden zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die Schneidvorrichtung im Bereich ihrer Rotationsachse, wobei mit strichpunktierten Linien angedeutet ist, wie sich die Vorrichtung zur Erzielung einer verbesserten Schneidwirkung um die Achse ihres Saugrohres verdrehen läßt; und

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Fig« 2 ein anderes Ausführungsbeispiel der Schneidvorrichtung.

Gemäß Fig. 1 besitzt das Saugrohr 1 eines Schneidbaggers einen Schwenkabschnitt 2 mit vertikaler Schwenkachse und einen erweiterten Einlaß 3, an den sich ein Schneidelement 4 anschließt, welches an einer Welle 6 befestigt und in Lagern 5 drehbar gelagert ist. An das in geeigneter Weise abgedichtete Lager 5 schließt sich ein dichter Raum 7 mit einem die Welle 6 antreibenden Motor 8 an. Das Schneidelement 4 besitzt die Form einer kreisförmigen Schaufel bizw. einer konkaven Scheibe mit einer sphärischen Scheibenoberfläche 9 und einer umlaufenden Scheibenkante 10, welche eine rotierende Schneidkante des Schneidelementes 4 bildet, deren Winkel 12 gegenüber dem Grund 11 je nach Art des auszubaggernden Grundes eingestellt werden kann. Während der Baggerarbeit wird ein länglicher Grundstreifen 13 vom Grund 11 abgeschält. Dieser Streifen 13 wird direkt von der sphärischen Scheibenoberfläche 9 in das Sauorohr 1 abgesaugt. Zur Erleichterung des Saugvorgances geht die Wölbung der sphärischen Scheibenoberfläche 9 glatt in* "die Wölbung des erweiterten Einlasses 3 über.

In seiner Arbeitsweise verhält sich das erfindungsgemäße Schneidelement 4 beim Abschälen des Grundes 11 ähnlich wie das rotierende Messer einer Fleisch-Schneidemaschine, bei der das Material ohne Druckanwendung geschnitten wird. Auf diese Weise wird nicht nur verhindert, daß abgeschnittene Chips oder Brocken auf den Grund zurückfallen, sondern darüber hinaus wird ein völlig vibrationsfreier Baggerbetrieb erzielt, welcher alle beteiligten Baggerelemente schont.

Der durch die Schneidkante 10 vom Grund 11 abgeschälte

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Grundstreifen 13 wird zusammen mit einer relativ geringen Menge Wasser 14 durch eine Einlaßöffnung 15 in das Saugrohr 1 nach oben hineingesaugt. Um den angesaugten Wasseranteil so gering wie möglich zu halten, ist der erweiterte Einlaß 3 unter dem Schwenkabschnitt 2 des Saugrohres oberhalb der sphärischen Scheibenoberfläche 9 muldenförmig gekrümmt und bildet eine soweit wie möglich geschlossene Endoberfläche 16 mit der ziemlich kleinen Einlaßöffnungl5. Dadurch wird erreicht, daß der abgeschälte Grund 13 in diesem Bereich nicht zufallsorientiert eingesaugt wird, sondern in Längsausrichtung in die Einlaßöffnung 15 gelangt, wobei der Zutritt von Wasser 14 äußerst gering gehalten werden kann. Aufgrund dieser besonderen Konfiguration im Bereich der Einlaßöffnung 15 können die Ansaugverluste äußerst gering gehalten werden.

Der Bereich der Einlaßöffnung 15 mit der geschlossenen Endoberfläche 16 läßt sich, wie bereits erwähnt, mit der Öffnung eines menschlichen Ohres vergleichen, oder vielleicht eher noch mit der Öffnung einer Hornmuschel. Diese Endoberfläche 16 läßt sich ferner noch zur Unterbrinaung des dichten Raumes 17 für den Motor 3 ausnutzen, wie in der Zeichnung dargestellt ist. Das Schneidelement 4 nimmt einen Winkel gegenüber dem Grund 11 ein, den bereits erwähnten Schneidwinkel 12, der sich je nach Art des zu baggernden Grundes 11 in gewünschter Weise einstellen läßt. Dementsprechend nimmt die Welle 6 des Schneidelementes 4, die sich durch die Einlaßöffnung 15 hindurch erstreckt, einen Winkel zur vertikalen Achse 17 des Saugrohres 1 ein. In der Praxis hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Welle 6 und dementsprechend auch das Schneidelernennt 4 im Bereich dieser Saugrohrachse 17 an zuordnen und nicht zu weit außerhalb. Diese Merkmale kommen nicht nur einer besseren Saugtätigkeit, sondern auch der

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gesamten Konstruktion zugute. Wie man in Fig. 1 sieht, geht der erweiterte Einlaß 3 des Saugrohres 1 glatt in die sphärische Scheibenoberfläche 9 des Schneidelementes 4 über, und zwar in Höhe der rotierenden Schneidkante 10· Aber diese Übergangszone 18 braucht nicht abgedichtet zu werden, im Gegenteil: hier ist ein relativ weiter Spalt 19 vorgesehen, durch den das Wasser 14 frei hindurchwandern kann, so daß sich keine Grundbrockenzwischen Schneidelement 4 und Einlaß 3 einklemmen können, welche zu erhöhter Reibung und Abnutzung führen würden.

Die Schneidkante 10 kann verschiedenartig ausgebildet sein, es wird sogar die Verwendung einer mit Sägezähnen besetzten Schneidkante in Betracht gezogen, aber im allgemeinen wird eine glatt durchgehende Schneidkante bevorzugt, weil man dabei mit Sicherheit eine zu Vibrationen führende schlagende oder stoßende Bewegung vermeidet.

Ferner braucht dieSchneidkante 10 nicht messerscharf zu sein, weil diese Kante nicht nur wegen ihrer Schärfe, sondern auch wegen ihrer schnellen Drehbewegung in den Grund 11 einschneidet.

Ferner besteht die Möglichkeit, eine feinverzahnte Schneidkante zu verwenden, welche aufgrund ihrer hohen Schneidfrequenz eine annähernd kontinuierliche Schneidwirkung ermöglicht, im Gegensatz zu den mit niedriger Frequenz schlagenden rotierenden Messern der zuvor benutzten Schneidwerkzeuge.

Gemäß Fig. 1 läßt sich der Schwenkabschnitt 2 des Saugrohres 1 um die vertikale Achse 17 schwenken und ist zu diesem Zweck mittels eines Schwenklagers 21 an einer horizontalen Platte 20 drehbar gelagert. Auf

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diese Weise läßt sich der Schwenkabschnitt 2 mit dem Schneidelement 4 am Ende eines Arbeitshubes des Schneidbaggers entweder nach Steuerbord oder Backbord um 180 verdrehen, bevor der gesamte Schneidbagger zurückgeschwenkt wird. Das Verdrehen des Saugrohr-Schwenkabschnittes 2 erfolgt über einen aufgeschweißten Zahnkranz 22.

Zur Erhöhung der Schaufelwirkung des Schneidelementes 4 wird dieser gewöhnlich geringfügig um die vertikale Achse 17 verdreht, wie in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien und 10· angedeutet ist. Bei festgelegter Neigung der Rotationsachse des Schneidelementes 4 qeaenüber der vertikalen Achse 17 läßt sich der Schneidwinkel dadurch variieren, daß man verschiedene Kurvenradien für die sphärische Scheibenoberfläche 9 wählt, und indem man ferner auswechselbar gezahnte oder nicht gezahnte Schneidkanten mit einer geometrischen Gestalt verwendet, welche an die verschiedenen Betriebsbedingungen anoepaßt sind.

Ein weiteres Ausfuhrunqsbexspiel für ein erfindunqsgemäßes Schneidelement ist in Fig. 2 dargestellt. Hier besteht das Schneidelement aus einer Innenscheibe 2 3 und einer Außenscheibe 24. Hierbei bildet die Innenscheibe 23 eine Lagerbuchse für die drehbare Außenscheibe 24, wobei jedoch auch die Innenscheibe 23 in der Lace ist, sich unter der Einwirkung der einfließenden Sand-Wassermischung zu drehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, bei sehr zähem Grund die Schneidgeschwindigkeit der Schneidkante wesentlich zu steigern, ohne dabei eine wesentliche Steigerung der für die Rotation notwendigen Antriebsleistung sowie der Reibung der Sandmischung an der Scheibe und der daraus resultierenden Abnutzung in Kauf nehmen zu müssen. Ferner besitzt die Außenscheibe 24 hier eine auswechselbare Schneidkante 26, welche mit dem gewünschten Schneid-

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winkel gegenüber dem Grund ausgestattet sein kann.

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht nur auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel, vielmehr sind im Rahmen der Erfindung Abwandlungen möglich. So wird vorzugsweise die Einstellung des Schneidwinkels durch Änderung des Winkels zwischen der Saugrohr— achse und der Schneidelementwelle bewirkt, und im erweiterten Saugrohrende ist dann ein verstellbarer Adapter angebracht, welcher die Verbindung zwischen dem Saugrohr und dem Schneidelement herstellt. Dieser kann in Form einer auswechselbaren Verschleißauskleidung ausgebildet sein.

Zusammengefaßt betrifft die Erfindung eine Schneidvorrichtung für einen Schneidbagger, der beim Baggern einer Bahn schrittweise vorwärts, und nach jedem Schritt in Querrichtung zu dem zu baggernden Kanal bewegt wird. Zu der drehbar angebrachten Schneidvorrichtung gehört eine geneigte konkave Scheibe, deren Rand eine Schneidkante bildet. Die im Vorderteil des Schiffes angebrachte Schneidvorrichtung schneidet einen Streifen des Unterwassergrundes los, der dann mit einer Menge Wasser durch ein Saugrohr, dessen Einlaß über der Schneidvorrichtung liegt, nach oben gefördert wird. Die Schneidvorrichtung wird im Betrieb auf einer betätigten Welle gedreht, und das Saugrohr hat ein erweitertes Ende, welches zur Erzielung ein«s kontinuierlicheren und wirtschaftlicheren Betriebes auf einer Seite mit der hohen Seite der geneigten Schneidscheibe vereinigt ist.

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Claims (8)

1. Ansprüche

   li Schneidvorrichtung für einen Schneidbagger, die beim.Baggern einer Bahn mittels zweier am Achterschiff befindlicher Arme schrittweise vorwärtsbewegt wird und nach jedem Schritt um einen auf dem Grund liegenden Arm über den zu baggernden Kanal hinwegschwenkt, am Vorderteil des Schiffes gestützt ist und einen Streifen des Unterwassergrundes lostrennt, welcher dann zusammen mit einer Wassermenge durch.ein Saugrohr nach oben befördert wird, dessen Einlaßende sich oberhalb der Schneidvorrichtung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung (4) nicht wie eine Krone, sondern als kreisförmige Schaufel oder konkave Scheibe ausgebildet ist, deren Scheibenoberfläche (9) drehbar ist, und deren Rand (10) eine Drehschneidkante bildet; und daß die Scheiben— oberfläche (9) mit einem erweiterten Saugrohrende (3) verbunden sowie in diesem Saugrohrende an einer rotierenden Welle (6) angebracht ist, die entsprechend dem gewünschten Schneidwinkel gegenüber dem Grund (11) schiefwinklig zur Saugrohrachse (17) verlauft.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohrende (3) gegenüber der Saugrohrachse (17) drehbar gelagert ist, um die Stellung der Schneidvorrichtung (4) am Ende eines Querhubes verdrehen zu können.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erweiterte Saugrohrende (3) oberhalb der Scheibenoberfläche (9) muldenartig gekrümmt ist und

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   zu einer so weit wie möglich geschlossenen Endfläche (16) hin verläuft und dabei Ähnlichkeit mit einer Ohröffnung besitzt, und daß die rotierende Welle (6), an welcher die Schneidvorrichtung (4) befestigt ist, sich schräg zur Sauqrohrachse (17) über die ohrähnliche Saugöffnung (15) hinweg erstreckt.
4. 4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Übergangsbereich (18) zwischen dem erweiterten Saugrohrende (3) und der Scheibenoberflache (9) der Schneidvorrichtung

   (4) keine enge Dichtung, sondern im Gegenteil ein weiter Spalt (19) befindet.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (10) am Rand glatt oder durchgehend ausgebildet ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (10) am Rand mit Sägezähnen, Fräskanten o. dgl. besetzt ist.
7. 7. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine auswechselbare Schneidkante (26) angebracht ist.
8. 8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidscheibe aus einer Innenscheibe (23) und einer Außenscheibe (24) besteht, wobei die Innenscheibe eine Lagerbuchse (25) für die Außenscheibe bildet und die Außenscheibe verdreht wird.

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