DE2809304C2 - Vorrichtung zum Losschneiden von Bodenmaterial unter Wasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Losschneiden von Bodenmaterial unter Wasser, mit einer auf den Boden absenkbaren und an diesem mittels eines Fußteils gegen Dreh- und Verschiebebewegungen verankerbaren Stützenkonstruklion, an der ein Lagerkörper lotrecht geführt ist, an welchem ein Ausleger um eine lotrechte und waagerechte Achse schwenkbar gelagert ist, der am freien Ende einen rotierenden Schneidkopf trägt, wobei zwischen Lagerkörper und Ausleger wirkende Schwenkantriebsmittel zum seitlichen Hin- und Herschwenken des Auslegers für die Schnittbewegung des Schneidkopfes vorgesehen sind.

Aus der französischen Patentschrift 14 16 741 ist eine Schneidvorrichtung dieser Art bekannt, die an einem Querträger angelenkt ist, der seinerseits mittels zweier senkrechter Pfähle gehalten ist Da die Schneidvorrichtung in der Mitte eines Querträgers angelenkt ist und die seitliche Abstützung der Schneidvorrichtung durch in der Mitte der Schneidvorrichtung angelenkte Hydraulikzylinder bewirkt wird, wird der Schneidkopf während des Schneidvorganges nicht starr und vibrationsann to gehalten, so daß er wenig geeignet ist zum Losschneiden von besonders hartem Bodenmaterial.

Eine andere Schneidvorrichtung gemäß der US-PS 37 55 932 weist einen schwenkbaren Schneidkopfarm auf, der an einem Lagerkörper angelenkt ist und an seiner Spitze einen Schneidkopf aufweist Der Angriffspunkt hydraulischer Schwenkzylinder liegt im Verhältnis zur gesamten Länge des Schwenkarmes sehr nahe an dessen Anlenkpunkt, so daß der Schwenkarm nahezu über seine gesamte Länge freitragend sein muß. Auch diese Ausgestaltung einer Schneidvorrichtung ist für das Losschneiden harten Bodens wenig geeignet.

Aus der DE-OS 22 06 152 ist ein Schneidkopf bekannt, der aus unterbrochenen, d.h. mehreren nebeneinander verlaufenden Fundamentrippen besteht, auf denen die Schneidzähne des Schneidkopfs befestigt sind. Das hat zur Folge, daß die Schneidzähne beim Schneidvorgang in ihrer Schneidrichtung federn können, wodurch beim Schneiden harten Bodens eine unerwünschte Vibration und damit eine schnelle Abnutzung der Zähne auftritt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schneidvorrichtung der eingangs genannten Art den Schneidkopf so abzustützen, zu führen und anzutreiben, daß an der Schneidstelle keine störenden Schwingungsbewegungen auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

der Lagerkörper an einer einzigen Verankerungsstütze geführt und an dieser drehfest und spielfrei festklemmbar ist,

die Schwenkantriebsmittel als Hydraulikzylinder ausgebildet sind,

der Ausleger kurz und hohlkastenförmig biegesteif ausgebildet ist und einen torsions- und spielfreien Rotationsantrieb für den Schneidkopf enthält und
der Schneidkopf aus einem Mantel mit darauf fest angebrachten ununterbrochenen Fundamentrippen zur Befestigung der Zähne besteht.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Schneidvorrichtung ist gewährleistet, daß Vibrationen und Verschiebungen der Schneidzähne aufgrund von Reaktionskräften beim Schneidvorgang nahezu völlig vermieden werden, so daß die Schneidzähne beim Schneidvorgang einer gleichmäßigen Belastung ausgesetzt sind.

Der Lagerkörper kann dabei mittels hydraulischer Zylinder an der Verankerungsstütze festklemmbar sein und die Verankerungsstütze zumindest teilweise umgreifen.

Zur weiteren Stabilisierung der Verankerung der Schneidzähne können die Fundamentrippen annähernd schraubenlinienförmig in Drehrichtung des Schneidkopfes verlaufen.

Im folgenden wird ein Ausfiihrungsbeispiel einer

'j'i Vorrichtung gemäß der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

F i g. 1 und 2 eine Seilten- bzw. Draufsicht der Vorrichtung.

F i g. 3 die perspektivische Ansicht des Schneidkopfs, F i g. 4 eine Seitenansicht des Auslegers mit Schneidkopf,

Fig.5 und 6 eine Seiten- bzw. Draufsicht einer weiteren Schneidvorrichtung,

F i g. 7 eine Seitenansicht der Verankerung des Auslegers,

Fig.8 einen Schnitt längs der Linie VHI-VIlI in Fig.7,

F i g. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX in F i g. 7,
F i g. 10 einen Schnitt längs der Linie X-X in F i g. 7,
F i g. 11 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Schneidkopfs,

F i g. 12 und 13 Varianten des Lagerkörpers,
F i g. 14 und 15 Varianten des Auslegers und
F i g. 16 eine weitere Ausbildungsform des Lagerkörpers.

Die Vorrichtung 1 nach den F i g. 1 bis 4 zum Losschneiden harten Bodenmaterials 2 aus einem Boden 3 unter Wasser enthält einen auf d-m Wasser 4 Schwimmkörper 5, der durch Seile 6 von Winden 7 am Boden 3 verankert werden kann. Der Schwimmkörper 5 hat ein Deck 8, über dem ein Joch 9 angeordnet ist. Im Joch 9 ist ein Rohr 10 mittels einer Kardanverbindung

11 aufgehängt. Im Rohr 10 ist eine Verankerungsstütze

12 vertikal geführt, die mittels eines Hubkabels 13 und einer am Rohr 10 befestigten Winde 14 auf- und abwärts bewegt werden kann.

Die Verankerungsstütze 12 trägt eine Bodenstütze 15, die in dieser Vorrichtung 1 aus einem mit Raupen 17 über den Boden 3 fahrbaren Wagen 18 besteht. Eine auf dem Wagen 18 aufrecht stehende Konsole 19 ist durch ein Kardangelenk 16 mit dem unteren Ende der Verankerungsstütze 12 verbunden. Um die Konsole 19 der Bodenstütze 15 greifen Kiemmittel an, die durch einen Lagerkörper 21 mit hydraulischen Zylindern 20 gebildet werden. Die Vorrichtung 1 enthält ferner einen mit Schneidzähnen 23 versehenen, durch Rotationsantriebsmittel drehbar angetriebenen, drehbar an einem Ausleger 24 gelagerten Schneidkopf 25 und den Ausleger 24 mit der Bodenstütze 15 verbindende Verbindungsmittel 22. Die Verbindungsmittel 22 bestehen aus einem um eine vertikale Achse 27 schwenkbaren Drehstuhl 26, der in Auslegern 28 des Lagerkörpers 21 gelagert ist. Der kurze und steif ausgebildete Ausleger 24 besteht aus zwei teleskopisch zusammenwirkenden Auslegerteilen 29 und 30, die durch einen zug- und druckfesten, linearen Hydromotor 31 untereinander spielfrei und nicht federnd verschiebbar sind. Der Auslegerteil 29 ist mittels horizontaler Achsstummel 50 spielfrei mit dem Drehstuhl 26 verbunden und ist mittels eines zug- und druckfesten Hydraulikzylinders 53 um die Achsstummel verschwenkbar.

Die Vorrichtung 1 enthält außerdem auf den Ausleger 24 angreifende, den Schneidkopf 25 längs des Bodens 3 in einem Schnitt 32 treibende, seitliche Antriebsmittel, die aus zug- und druckfesten Hydraulikzylindern 33 bestehen. Der Schneidkopf 25 enthält einen Körper 34, der mit dem Ende einer Antriebswelle 35 gekuppelt und an einem Mantel 36 festgeschweißt ist, der mittels eines Lagers 37 am freien Ende 38 des Teils 30 des Auslegers 24 gelagert ist. Der Schneidkopf 25 ist mit Schneidzähnen 23 versehen, die auf ununterbrochenen Fundamentrippen 39 des Schneidkopfs 25 angebracht sind.

Die Fundamentrippen 39 bilden einen Teil eines ununterbrochenen, steifen Schraubengangs, auf dem die aufeinanderfolgenden Schneidzähne 23 in der Umfangsrichtung hintereinander nichi federnd auf dem Schneidkopf 25 angebracht sind. Es sind nicht nur die Schneidzähne 23 nicht federnd auf dem Schneidkopf 25 angebracht, sondern es sind auch der Schneidkopf 25 spielfrei am Auslegerteil 30 gelagert, die Auslegerteile 29 und 30 mittels einer spielfreien Sternkeilverbindung 47 verwindungsfest miteinander verbunden, die Auslegerteile 29 und 30 biegungsfest ausgebildet und die Verbindungsmittel 22 zusammen mit den hydraulischen Zylindern 20 spielfrei und steif ausgebildet, so daß die

ίο beim Schneiden erzeugten Reaktionskräfte von den Schneidzähnen 23 aus im wesentlichen nicht federnd und im wesentlichen spielfrei längs einer verhältnismäßig starren und kurzen Bahn durch die Bodenstütze 15 auf den Boden 3 zurückgeführt werden, damit die Schneidzähne 23 steif in der vorgeschriebenen Bahn gehalten werden können. Um zu vermeiden, daß die Schneidzähne 23 in ihrer Bahn vibrierend auf den harten Boden hacken, wird der Schneidkopf 25 durch einen torsions- und spielfreien Rotationsantrieb angetrieben, der durch die verhältnismäßig kurze und kräftige Antriebswelle 35 und ein kräftiges und spielfreies Planetenzahnradgetriebe 48 und eine kräftige Motorwelle 52 eines Elektromotors 49 gebildet wird.

In der Regel besteht der Rotationsantrieb des Schneidkopfes 25 aus einem Rotationshydromotor, Jer den Schneidkopf 25 unmittelbar antreibt.

Um die Bodenstütze 15 steif am Boden 3 zu verankern, wird sie mit einem Teil des Gewichts des Schwimmkörpers 5 belastet. Dazu ruht nach Fig.! der

JO Schwimmkörper 5 auf dem oberen Ende der Verankerungsstütze 12 durch einen hydro-pneumatischen Zylinder 54, der an einen Gasakkumulator 55 angeschlossen ist und der einen Kolben 56 mit einer Kolbenstange 57 enthält. Am oberen Ende der Kolbenstange 57 ist eine Führungsscheibe 58 eines Kabels 59 angebracht, das einerseits mit dem Roh;· 10 und andererseits mit einer vom Rohr 10 getragenen Winde 60 verbunden ist. Je straffer das Kabel 59 gespannt wird, um so mehr wird das Gas im Akkumulator 55 komprimiert und um so mehr Gewicht des Schwimmkörpers 5 wird auf die Verankerungsstütze 12 und somit auf die Bodenstütze 15 übertragen. Die Auf- und Abwärtsbewegung des Schwimmkörpers 5 infolge von Seegang wird im Gasakkumulator ausgeglichen.

Die Vorrichtung 1 nach den Fig. 5 bis 11 enthält einen Schwimmkörper 5, der durch an sich bekannte Klemmeinrichtungen 62 in der Arbeitsstellung durch zwei Verankerungsstützen 12 und zwei Stützpfähle 61 auf dem Boden 3 ruht. Um die Bodenstützen 15 an den unteren Enden der Verankerungsstützen 12 hinreichend festzudrücken, wird der Schwimmkörper 5 längs der Verankerungsstützen 12 und der Stützpfähle 61 gehoben. Wird ein noch höherer Stützdruck für die Bodenstützen 15 erfordert, so werden Ballasttanks 63 im Schwimmkörper 5 mittels einer Pumpe 64 mit Wasser gefüllt. Diese Vorrichtung 1 hat zwei Ausleger 24 nach Fig. 12, mit je einem Schneidkopf 25 nach Fig. 11.

Der in F i g. 7 in der niedrigsten Arbeitsstellung

bo dargestellte Schwimmkörper 5 greift miitels hydraulisch erregter Klemmen 70 der Klernmeinrichtungen 62 an Führungsschienen 71 der Verankerungsstützen 12 an, deren Bodenstützen 15 schwenkbare, in den Boden 3 eindringende Zehen 72 enthalten. Jede Verankerungs-

r ι stülpe 12 hat auf der Vorderseite Kiemmitte! 74 mit um Führungsschienen 73 herumgreifenden Schlitten 75, die durch hydraulische Zylinder 20 an der Führungsschiene 73 festgeklemmt, werden (siehe Fig.7 und 8); der

Schlitten 75 trägt eine Konsole 76, in der ein Drehstuhl 26 mittels eines spielfreien Tonnenlagers 77 um eine vertikale Achse 27 drehbar gelagert ist. Der Drehstuhl 26 hat einen oberen Arm 78, an dem mittels horizontaler Achsstummel 79 ein Auslegerteil 29 eines Auslegers 24 schwenkbar aufgehängt ist. Ein weiterer Teil 30 des Auslegers 24 ist um horizontale Achsstummel 80 in bezug auf den Trägerteil 29 mittels eines zug- und druckfesten Hydraulikzylinders 81 schwenkbar, der zwischen Laschen 82 des Auslegerteils 29 und Laschen in 83 des Auslegerteils 30 angelenkt ist. Der Drehstuhl 26 hat am unteren Ende Laschen 84, in denen mittels horizontaler Achsstummel 85 ein zug- und druckfester Hydraulikzylinder 53 schwenkbar ist, der.über einen horizontalen Bolzen 86 am Auslegerteil 29 angreift. Durch Verstellung der Hydraulikzylinder 53 und 81 kann der Ausleger 24 von der in F i g. 7 mit vollen Linien dargestellten Ausgangsstellung bis in die mit unterbrochenen Linien angedeuteten vorderen, höchsten Stellungen geschwenkt werden. In der höchsten Stellung 2i> nach F i g. 7 schneidet der Schneidkopf 25 Material 2 auf einer Höhe über dem Wasser 4 los.

Der Drehstuhl 26 ist um die vertikale Achse 27 mittels zug- und druckfester Hydraulikzylinder 33 schwenkbar, um den Schneidkopf 25 längs eines horizontalen -' Schnitts im Boden 3 seitlich anzutreiben.

Die Vorrichtung 1 nach Fig. 12 unterscheidet sich von der nach F i g. 5 dadurch, daß der Ausleger 24 und seine Verbindungsmittel 22 der in den Fig. i und 4 dargestellten Art sind, wobei jedoch die Klemmittel mittels eines Schlittens 75 auf Führungsschienen 73 der Verankerungsstütze 12 angreifen, so daß der Ausleger 24 mit dem Schneidkopf 25 schnell über das Wasser 4 bis in eine mit gestrichelten Linien angedeutete Kontrollstellung mittels eines Hubkabels 13 hochgehoben werden kann. Beim Losschneiden sehr harten Bodenmaterials wird eine häufige Kontrolle und gegebenenfalls Ersatz der Schneidzähne 23 notwendig sein.

Fig. 13 unterscheidet sich von Fig. 12 dadurch, daß der Lagerkörper 21 um die Verankerungsstütze 12 herumgreift und der Schwimmkörper 5 mittels eines hohen Aufbaus mit der Verankerungsstütze 12 verbunden ist, so daß der Ausleger 24 über das Wasser 4 gehoben werden kann.

Der Ausleger 24 kann aus zwei nach F i g. 7 schwenkbar miteinander verbundenen Auslegerteilen 29 und 30 bestehen, von denen das Auslegerteil 30 nach Fig. 14 oder 15 ausgebildet ist, wobei die Antriebswelle 35 des Schneidkopfs 25 unmittelbar von einem rotierenden Hydromotor 95 angetrieben wird.

Der Schlitten 75 der Klemmittel 74 nach F i g. 7 wird spielfrei längs der Führungsschienen 73 mittels fester Räder 97 und mittels durch Hydraulikzylinder 98 festgedrückter, in Gelenkarmen 100 gelagerter Räder 99 geführt (siehe F i g. 16).

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Losschneiden von Bodenmaterial unter Wasser,

mit einer auf den Boden absenkbaren und an diesem mittels eines Fußteils gegen Dreh- und Verschiebebewegungen verankerbaren Stützenkonstruktion,
an der ein Lagerkörper lotrecht geführt ist, an welchem ein Ausleger um eine lotrechte und waagerechte Achse schwenkbar gelagert ist,
der am freien Ende einen rotierenden Schneidkopf trägt,

wobei zwischen Lagerkörper und Ausleger wirkende Schwcnkantriebsmittel zum seitlichen Hin- und Herschwenken des Auslegers für die Schnittbewegung des Schneidkopfes vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet,

— daß der Lagerkörper (21, 28; 75) an einer einzigen Verankerungsstütze (12) geführt und an dieser drehfest und spielfrei festkJemmbar ist,

— daß die Schwenkantriebsmittel als Hydraulikzylinder (33) ausgebildet sind,

— daß der Ausleger (24) kurz und hohlkastenförmig biegesteif ausgebildet ist und einen torsions- und spielfreien Rotationsantrieb (48, 49,52,35) fur den Schneidkopf (25) enthält

— und daß der Schneidkopf (25) aus einem Mantel (36) mit darauf fest angebrachten ununterbrochenen Fundamer.trippen (39) zur Befestigung der Zähne (23) besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörpr.r (21, 28; 75) mittels hydraulischer Zylinder (20) an der Verankerungsstütze (12) festklemmbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (21,28; 75) die Verankerungsstütze (12) zumindest teilweise umgreift.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mindestens zwei Verankerungsstützen (12) für je einen Ausleger (24) mit Schneidkopf (25).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Ballasttank (63) zum Erhöhen des Stülzdrucks auf die Verankerungsstütze (12).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fundamentrippen (39) annähernd schraubenlinienförmig in Drehrichtung des Schneidkopfs (25) verlaufen.