DE2810386B1

DE2810386B1 - Vorrichtung zum Vortrieb von Graeben

Info

Publication number: DE2810386B1
Application number: DE2810386A
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl-Ing Paurat; Paurat Friedrich Wilhelm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-03-10
Filing date: 1978-03-10
Publication date: 1979-03-22
Also published as: US4247997A; AT366737B; ATA72579A; AU521337B2; GB2016061A; AU4427079A; DE2810386C2

Description

a) Das Maschinengestell (2) besteht aus Grabenwandschilden (6) mit Spreizeinrichtungen (7),

b) das Grabenfräswerkzeug (3) ist als sich über die gesamte Höhe der Grabenbrust (13) erstreckende Förderschnecke (8) mit an ihrem Umfang angeordneten Fräspicken (10) ausgebildet,

c) die Abstütz- und Manipuliereinrichtung (5) besteht aus einem Manipulierrahmen (11), in dem die Förderschnecke gelagert ist, und aus zwischen dem Manipulierrahmen (11) und dem Maschinengestell (2) angeordneten Vortriebszylinderkolbenvorrichtungen (12), und

d) mit der Förderschnecke (8) ist oberhalb des Grabens (1) ein Horizontalförderer (14) verbunden, auf den die Förderschnecke (8) das geförderte Gestein od. dgl. abwirft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinengestell (2) an jeder Grabenseite mehrere, übereinander angeordnete Grabenwandschilde (6) aufweist, an die jeweils eine der Vortriebszylinderkolbenvorrichtungen (12) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinengestell (2) an jeder Grabenseite mehrere, hintereinander angeordnete Grabenwandschilde (6) aufweist und daß die Vortriebszylinderkolbenvorrichtungen (12) teils an die vorderen Grabenwandschilde (6) und teils an die rückwärtigen Grabenwandschilde (6) angeschlossen und unabhängig voneinander betätigbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Grabenfräswerkzeug (3) im Bereich der Grabensohle (16) mit einem zusätzlichen Fräs- und/oder Führungskopf (17) ausgerüstet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortriebszylinderkolbenvorrichtungen (12) an den Manipulierrahmen (11) gelenkig angeschlossen sind:

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderschnecke (8) oberhalb des Grabens (1) eine Förderrinne (21) zugeordnet ist, die einen oberhalb des angeschlossenen Horizontalförderers (14) liegenden Abwurf (22) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (8) schräg zur Vertikalen zum Vortrieb mit liegender Grabenbrust (13) an dem Maschinengestell (2) angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (8) schräg zur Vertikalen zum Vortrieb mit hängender Grabenbrust (13) an das Maschinengestell (2) angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Manipulierrahmen (11), in Vortriebsrichtung hinter der Förderschnecke (8), parallel zur Förderschnecke (8) ein Aufwärtsförderer (24), z. B. ein Taschenförderer, angeordnet ist, der auf den Horizontalförderer (14) arbeitet.

10. Einrichtung zum Auffahren eines Grabenabschnittes für den Einsatz der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein einen herzustellenden Grabenabschnitt z. B. brückenartig überspannendes Grabenauffahrgerüst (25), in welches die Förderschnecke (8) mit ihrem Antrieb (4) einsetzbar ist, und durch Führungseinrichtungen (26) am Grabenauffahrgerüst, mit denen die arbeitende Förderschnecke (8) vertikal absenkbar ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Vortrieb von Gräben mit nach Maßgabe des Vortriebsfortschrittes umsetzbarem Maschinengestell, Grabenfräswerkzeug, auf dem Grabenfräswerkzeug aufgesetztem Antrieb und zwischen Maschinengestell und Grabenfräswerkzeug angeordneter Abstütz- und Manipuliereinrichtung, durch die das Grabenfräswerkzeug steuerbar ist. Derartige Vorrichtungen dienen insbesondere zum Vortrieb von Gräben in hartem Gestein.

Bei den aus der Praxis bekannten Vorrichtungen der beschriebenen Gattung (vgl. auch DE-AS 27 00 950), ist das Maschinengestell ein einem Baggerfahrgestell mit Raupenfahrwerk ähnliches Gestell. Das Maschinengestell arbeitet oberhalb und vor einem herzustellenden Graben gleichsam im Rückwärtsgang. Das Grabenfräswerkzeug ist ein kegelförmiger Fräskopf, wie er auch bei Strecken- und Tunnelvortriebsmaschinen, die als Teilschnittmaschinen eingesetzt werden, üblich ist. Die Abstütz- und Manipuliereinrichtung besteht aus einem mit dem Fahrgestell verbundenen, um eine horizontale und um eine vertikale Achse schwenkbaren Ausleger mit daran gelenkig angeschlossenem Fräswerkzeugträger und daran angeschlossenem Fräswerkzeug. Das alles hat sich an sich bewährt, ist jedoch insbesondere dann, wenn es sich um den Vortrieb von Gräben großer Tiefe handelt, aufwendig. Die statischen und stabilitätsmäßigen Verhältnisse sind für die Aufnahme der beim Vortrieb entstehenden Reaktionskräfte nicht immer günstig. Darüber hinaus stört, daß das hereingewonnene Gestein nicht auch aus dem aufgefahrenen Graben herausgefördert wird. Dazu muß vielmehr mit zusätzlichen Baumaschinen, beispielsweise einem Bagger.

gearbeitet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiter auszubilden, daß ein als Fahrgestell oberhalb des herzustellenden Grabens arbeitendes Maschinengestell nicht mehr erforderlich ist und daß das hereingewonnene Gestein gleichsam von selbst aus dem Graben auch herausgefördert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist durch die Kombination folgender Merkmale gekennzeichnet:

a) Das Maschinengestell besteht aus Grabenwandschilden mit Spreizeinrichtungen,
b) das Grabenfräswerkzeug ist als sich über die gesamte Höhe der Grabenbrust erstreckende

Förderschnecke mit an ihrem Umfang angeordneten Fräspicken ausgebildet,

c) die Abstütz- und Manipuliereinrichtung besteht aus einem Manipulierrahmen, in dem die Förderschnecke gelagert ist, und aus zwischen dem Manipulierrahmen und dem Maschinengestell angeordneten Vortriebszylinderkolbenvorrichtungen, und

d) mit der Förderschnecke ist oberhalb des Grabens ein Horizontalförderer verbunden, auf den die Förderschnecke das geförderte Gestein od. dgl. abwirft.

Die in dem Manipulierrahmen gelagerte Förderschnecke kann über den freien Teil ihres Umfanges mit einem Förderzylinder, z. B. in Form eines Halbzylinders, umgeben sein.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist das Maschinengestell an jeder Grabenseite mehrere, übereinander angeordnete Grabenwandschilde auf, an die jeweils eine der V^rtriebszylinderkolbenvorrichtungen angeschlossen ist. Das untere dieser Grabenwandschilde kann eine Gleitkufe aufweisen. Bei diesem Aufbau des Maschinengestells müssen die Vortriebsarbeiten im allgemeinen unterbrochen werden, wenn die Grabenwandschilde vorgesetzt werden, an denen sich bei den Vortriebsarbeiten das Grabenfräswerkzeug abstützt. Man kann aber ohne weiteres auch kontinuierlich arbeiten, und zwar dadurch, daß das Maschinengestell an jeder Grabenseite mehrere hintereinander angeordnete Grabenwandschilde aufweist und daß die Vortriebszylinderkolbenvorrichtungen teils an die vorderen Grabenwandschilde und teils an die rückwärtigen Grabenwandschilde andererseits angeschlossen und unabhängig voneinander betätigbar sind. Die Formulierungen vorne und hinten oder rückwärts beziehen sich auf die Vortriebsrichtung. Hier erfolgt die Abstützung abwechselnd an den vorderen bzw. an den rückwärtigen Grabenwandschilden, so daß diejenigen Grabenwandschilde, die für die Abstützfunktion gerade nicht erforderlich sind, vorgerückt bzw. nachgeholt werden können. Es versteht sich von selbst, daß die Grabenwandschilde zur Grabenwand hin Einrichtungen oder Auflagen aufweisen können, die eine sichere Verankerung für dieses Abstützung bewirken. Die Spreizeinrichtung der Grabenwandschilde besteht zweckmäßigerweise aus entsprechenden Zylinderkolbenanordnungen. Die Grabenwandschilde funktionieren dabei aber nicht nur als Abstützeinrichtung, sondern außerdem als Ausbau für den Graben.

Das Grabenfräswerkzeug ist, je nach Orientierung bei den Vortriebsarbeiten, auch in der Lage, eine saubere Grabensohle herzustellen. Man kann jedoch die Anordnung auch so treffen, daß das Grabenfräswerkzeug im Bereich der Grabensohle mit einem zusätzlichen Fräs- und/oder Führungskopf ausgerüstet ist. Die Vortriebszylinderkolbenvorrichtungen sind an den Manipulierrahmen gelenkig angeschlossen, so daß durch eine entsprechende Steuerung der Vortriebszylinderkolbenvorrichtungen ein Verlaufen der Vorrichtung verhindert und die Linienführung der Grabentrasse beeinflußt werden kann.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß ein als Fahrwerk ausgebildetes Maschinengestell bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht mehr erforderlich ist. Das Maschinengestell befindet sich vielmehr im Graben und dient hauptsächlich nur zur horizontalen Abstützung des Grabenfräswerkzeuges. Das ist möglich, weil mit einem Grabenfräswerkzeug gearbeitet wird, welches sich über die gesamte Höhe des Grabens erstreckt. Es konnte daher zusätzlich als Förderschnekke ausgebildet werden, so daß automatisch eine Abförderung des beim Grabenvortrieb hereingewonnenen Gesteins od. dgl. erfolgt. Durch entsprechende Steuerung der Vortriebszylinderkolbenvorrichtungen ist das Grabenfräswerkzeug horizontal und vertikal lenkbar.

ίο Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 6 bis 10.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 die Seitenansicht einer Grabenfräsvorrichtung beim Grabenvortrieb,

Fig.2 die Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1,
F i g. 3 eine andere Ausführungsform einer Grabenfräsvorrichtung und

F i g. 4 ein Grabenauffahrgerüst für den Gegenstand nach den F i g. 1 und 2.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zum Vortrieb von Gräben 1. In ihrem grundsätzlichen Aufbau besteht die Vorrichtung aus einem nach Maßgabe des Vortriebsfortschrittes umsetzbaren Maschinengestell 2, einem Grabenfräswerkzeug 3 und einem auf das Grabenfräswerkzeug 3 aufgesetzten Antrieb 4. Zwischen Maschinengestell 2 und Grabenfräswerkzeug 3 ist eine Abstütz- und Manipuliereinrichtung 5 angeordnet. Dadurch ist das Grabenfräswerkzeug 3 steuerbar.

Das "Maschinengestell 2 besteht aus Grabenwandschilden 6 mit Spreizeinrichtungen, das Grabenfräswerkzeug 3 ist zusätzlich als Förderschnecke 8 mit auf dem Schneckensteg 9 außenseitig angeordneten Fräspicken 10 ausgebildet, die Abstütz- und Manipuliereinrichtung 5 besteht aus einem Manipulierrahmen 11 und aus Vortriebszylinderkolbenvorrichtungen 12 zwischen dem Manipulierrahmen 11 und dem Maschinengestell 2.

In Ergänzung dazu ist die Anordnung so getroffen,

daß die Förderschnecke 8 in dem Manipulierrahmen 11 gelagert ist, sich über die gesamte Höhe der Grabenbrust 13 erstreckt, während der Antrieb 4 aus

4; dem Graben 1 herausragt, und daß ferner mit der Förderschnecke 8 oberhalb des Grabens 1 ein Horizontalförderer 14 verbunden ist, auf dem die Förderschnecke 8 das geförderte Gestein od. dgl. abwirft. Die Förderschnecke 8 ist in dem Manipulierrahmen Il gelagert.

Das Maschinengestell 2 hat an jeder Grabenseite mehrere, übereinander angeordnete Grabenwandschilde 6, an die jeweils eine der Vortriebszylinderkolbenvorrichtungen 12 angeschlossen ist. Die unteren Grabenwandschilde 6 sind mit einer Gleitkufe 15 versehen. Strichpunktiert angedeutet ist in Fig. 1, daß das Maschinengestell 2 auch an jeder Grabenwandseite mehrere hintereinander angeordnete Grabenwandschilde 6 aufweisen kann, an denen das Grabenfräswerkzeug 3 abwechselnd abgestützt wird, so daß die jeweils freien Grabenwandschilde 6 vorgerückt bzw. nachgezogen werden können.

Im Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2 ist das Grabenfräswerkzeug 3 im Bereich der Grabensohle 16 mit einem Führungskopf 17 versehen. Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 besitzt das Grabenfräswerkzeug 3 im Bereich der Grabensohle 16 einen zusätzlichen Fräskopf 18. Jedenfalls sind die Vortriebs-

zylinderkolbenvorrichtungen 12 an den Manipulierrahmen 11 mit Hilfe von Steuergelenken 19 angeschlossen. Das können im Einzelfall Gelenke mit lediglich horizontalen Gelenkachsen 20 aber auch kardanische Gelenke sein, die für eine Steuerung des Vortriebes nach Maßgabe einer vorgegebenen Trasse unter Berücksichtigung der angeschlossenen Vortriebszylinderkolbenvorrichtungen 12 und deren Lagerung ausreichende Freiheitsgrade zulassen. Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß die Vortriebszylinder- ίο kolbenvorrichtungen 12 auch lenkende Momente erzeugen, die ein Verlaufen der Förderschnecke 8 verhindern. Dazu können die Vortriebszylinderkolbenvorrichtungen 12 in Paaren parallel liegen und an einem entsprechenden Hebel angreifen.

Der Förderschnecke 8 ist oberhalb des Grabens 1 eine Förderrinne 21 zugeordnet, die einen oberhalb des angeschlossenen Horizontalförderers 14 liegenden Abwurf 22 aufweist. Bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2 ist die Förderschnecke 8 mit ihrer Schneckenwelle 23 schräg zur Vertikalen angeordnet, d. h. zum Vortrieb mit liegender Grabenbrust 13 eingerichtet. Fig.3 zeigt demgegenüber, daß die Förderschnecke 8 auch zum Vortrieb mit hängender Grabenbrust 13 gleichsam nach rückwärts geneigt angeordnet sein kann. Man entnimmt aus F i g. 3, daß in diesem Falle im Manipulierrahmen 11, in Vortriebsrichtung hinter der Förderschnecke 8, parallel zur Förderschnecke 8 ein Aufwärtsförderer 24 angeordnet ist, der auf den Horizontalförderer 14 arbeitet. Dieser Aufwärtsförderer 24 ist ein Taschenförderer.

Um mit der beschriebenen Vorrichtung zu arbeiten, muß ein erster Abschnitt des herzustellenden Grabens 1 aufgefahren werden, damit die Vorrichtung in den Graben 1 eingebaut werden kann. Diese Arbeit kann die nach den F i g. 1 und 2 gestaltete Vorrichtung auch selbst leisten, wie in der F i g. 4 erläutert wird. Man erkennt hier ein einen herzustellenden Grabenabschnitt brückenartig überspannendes Grabenauffahrgerüst 25, in welches die Förderschnecke 8 mit ihrem Antrieb 4 einsetzbar ist, und man erkennt fernerhin, daß die Förderschnecke 8 durch Führungseinrichtungen 26 am Grabenauffahrgerüst 25 mit arbeitender Förderschnekke 8 vertikal absenkbar ist. Das kann mehrfach wiederholt werden, bis auch die Grabenwandschilde 6 eingebaut werden können. Das Grabenauffahrgerüst 25 kann ein Fahrzeug oder Teil eines Fahrzeuges sein. Indem dieses Fahrzeug nach Absenken der Förderschnecke 8 langsam vorfährt, kann der erste Abschnitt eines herzustellenden Grabens ebenfalls so weit aufgefahren werden, bis die Grabenwandschilde 6 eingebaut werden können. Freilich wird man hierbei in Kauf nehmen müssen, daß die Auffahrgeschwindigkeit eine sehr langsame ist, weil ein solches Fahrzeug nur einen Bruchteil jener Zugkräfte aufbringen kann, welche das Maschinengestell mit Spreizeinrichtung als Druckkräfte aufzubringen erlaubt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Vortrieb von Gräben mit nach Maßgabe des Vortriebsfortschritts umsetzbarem Maschinengestell, Grabenfräswerkzeug, auf dem Grabenfräswerkzeug aufgesetztem Antrieb und zwischen Maschinengestell und Grabenfräswerkzeug angeordneter Abstütz- und Manipuliereinrichtung, durch die das Grabenfräswerl zeug steuerbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: