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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines
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Grabens.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines
Grabens, in den Kabel, Leitungen, Rohre oder dergl. eingebettet werden und der danach
wieder aufgfullt wird, wobei der Graben mittels mindestens einer Grabenfräse mit
einer Kette hergestellt wird, die an einem Transportfahrzeug schwenkbar befestigt
ist.
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Es ist bekannt, zur Herstellung von Gräben eine Grabenfräse zu verwenden,
die eine Umlaufkette aufweist, an der eine Vielzahl von krallenartigen Werkzeugen
anlrebracht ist. Diese Grabenfräse selbst wird an einem 'llransportfahrzeug befestigt,
welches in Richtung des herustellenden Grabens bewegt wird. Hierbei läuft die Kette
so um, daß von der Grabensohle Material an den Grabenrand nach oben befördert wird.
Dort wiederum wird dieses abgetragene Material seitlich zur Arbeitsrichtung, beispielsweise
mittels eines Förderbandes abtransportiert und für ;gewöhnlich zu einem länglichen
Haufen im Abstand zum Graben abgelegt.
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Das vorgeschilderte Verfahren hat eine Reihe von Nachteilen, beispielsweise
insofern, als ein zusätzlicher Arbeitsvorgang erforderlich ist, indem das Kabel
oder die leitung in den Graben verlegt wird, woraufhin ein weiterer Arbeitsvorgang
erforderlich ist, nämlich indem der Graben wieder aufgefüllt wird. Die Kräfte zum
Abtragen des Materials aus dem Grabenbereich und zum Bewegen der Grabenfräse sind
erheblich, zudem sucht die Fräse aufgrund der Abbaukräfte sich in'den Graben hineinzubewegen.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchen sowohl das Kräfteverhältnis
als auch der Energie -bedarf im Vergleich zu bekannten Verfahren und Vorrichtungen
günstiger gestaltet ist.
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Erreicht wird dies durch eine Vorrichtung, bei welcher die Kette
der Grabenfräse an der Abbauwand in Richtung von der Grabenoberkante zur Grabensohle
angetrieben wird.
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Allein schon aufgrund der Wahl dieser Antriebsrichtung der Kette
der Grabenfräse werden Viele Vorteile erzielt. Das abzutragende Material an der
Abbauwand wird nämlich von oben her abgetragen, und hierbei kommt die
Wirkung
der Schwerkraft zu Hilfe, indem diese mit dazu beiträgt, daß gelockertes oder abgetragenes
Material in Richtung auf die Grabensohle herabfällt. Bei bekannten Verfahren wird
genau entgegengesetzt gearbeitet, daß heißt, es muß erreicht werden, daß das gelockerte
und abgetragene Material nach oben aus dem Graben heraus transportiert wird, was
mit Sicherheit nicht vollständig erreicht werden kann. Im Gegenteil ist immer damit
zu rechnen, daß abgetragenes und gelockertes Material an der Seite der Kette in
den Graben zurückfällt.
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Es ist bei bekannten Einrichtungen und auch bei der Erfindung üblich,
daß die Grabenfräse selbst in einem gewissen Winkel zur Arbeitsrichtung steht. Weil
gemäß der Erfindung nun das Material von oben nach unten abgetragen wird, wird auf
die Grabenfräse eine IReaktionskraft ausgeübt, welche die entsprechende schräg nach
oben gerichtete Richtung hat. Dadurch steht ein Teil der Reaktionskraft in Transportrichtung
bzw. in Arbeitsrichtung zur Verfügung, so daß entsprechend die Antriebsleistung
für das Transport fahrzeug geringer gewählt werden kann. Die Fräse hat darüber hinaus
nicht mehr das Bestreben, sich in Richtung auf die Grabensohle zu bewegen, sondern
im Gegenteil versucht sie, aus dem Graben herauszugelangen.
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Gemäß der Erfindung ist nun der Winkel der Grabenfräse in bezug auf
die Arbeitsrichtung einstellbar, sie kann je nach den natürlichen Eigenschaften
des abzutragenden Materials eingestellt werden. Weiterhin ist durch die Wahl jenes
Winkels auch die Möglichkeit gegeben, eine bestimmte Grabentiefe einzustellen.
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Gemäß der Erfindung kann nun die Grabenfräse nicht nur an einem Transportfahrzeug
schwenkbar befestigt werden, sondern sie kann auch an einem Einspülgerät schwenkbar
befestigt werden, che beispielsweise an einer solchen, welmUs dem Patent 22 32 395
bekannt ist.
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Nach einer bevorzugten Ausührungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung
wird nun das abgefräste Material mittels irgendeiner zweckmäßigen Fördereinrichtung
von der Grabensohle weg transportiert. Hierzu bieten sich alle üblichen Transporteinrichtungen
an. Beispielsweise kann ein Ejektor eingesetzt werden, welcher nach Pluidisierung
des abgetragenen Materials dieses aus dem Graben heraus fördert und beispielsweise
direkt in den Graben einleitet, und zwar an einer Stelle, an welcher das zu verlegende
Kabel oder die zu verlegende Leitung bereits verlegt sind.
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Es bestehen auch andere Möglichkeiten, das abgetragene Material aus
dem Graben herauszufördern, beispielsweise durch Einsatz einer Raggerpumpe (Mammutpumpe)
oder dergl.
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Eine typische Vorrichtung gemäß der Erfindung ist durch einen Antrieb
gekennzeichnet, welcher die Bewegung der Kette in beide Richtungen ermöglicht. Als
eigentliche Arbeitsrichtung dient hierbei diejenige, bei welcher das Material von
der Grabenoberkante her in Richtung auf die Grabensohle abgetragen wird. Stößt man
jedoch beim Arbeiten mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung beispielsweise auf
einen größeren Felsbrocken, so soll dieser selbstverständlich nicht mit Hilfe der
Pördereinrictung zum Wiederauffüllen des Grabens verwendet werden. Stattdessen wird
der Antrieb an der Kette angehalten Undwngekehrt, so daß nitnmehr mit Hilfe von
aus der Kette austretenden hakenförmigen Teilendieser Felsbrocken in Richtung von
der Grabensohle her nach oben an der Abbauwand nach oben transportiert wird, so
daß er von dort her beiseite geschafft werden kann. Bei diesen hakenförmigen Teilen
oder Kipphebeln handelt es sich um an sich bekannte Teile, welche so an der Kette
befestigt sind, lichen Arbeitsrichtung nicht aus der Kette hervortreten, während
sie bei der umgekehrten Arbeitsrichtung nach außen
vorstehen und
als Auflager für irgendwelche Felsbrocken oder dergl. dienen können.
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Zwar können bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung im Handel erhältliche
Ketten verwendet werden, es ergeben durch sich jedoch dann Vorteile, wenn die Kette
mit'federt an ihr befestigten Schneidwerkzeugen versehen ist. Hierdurch tritt insgesamt
ein geringerer Verschleiß an den Schneidwerkzeugen auf. Die Schneidwerkzeuge selbst
können in gewünschter Richtung federnd an der Kette angebracht sein, d.h. in Arbeitsrichtung
der Kette seitlich federnd als auch in Richtung auf die Kette hin federnd. Auch
ist es denkbar, die Schneidwerkzeuge mit Kugeln auszubilden, welche an einer Art
Halterung drehbar befestigt sind, so daß sie sich um ihre Achse oder exzentrisch
zu dieser Achse beim Abtragvorgang drehen können. Selbstverständlich sind die einzenen
Schneidwerkzeuge oder Krallen austauschbar bzw. auswechselbar an der Kette befestigt,
so daß sie dann ausgewechselt werden können, wenn sie aufl:rund des abgetragenen
Materials abgewetzt oder verschlissen sind.
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Es ist weiterhin denkbar, gemäß der Erfindung zwei frEsen einzusetzen,
welche seitlich nebeneinander bei der Herstellung eines Grabens zusammenarbeiten,
wobei ein Rest nicht abgetragenes Material zwischen den beiden Grabenfräsen mit
Hilfe einer Fördereinrichtung von dort her wegtransportiert wird.
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Aufgrund der günstigen Arbeitsrichtung der Grabenfräse gemäß der
Erfindung kann direkt an das Transpoctfahrzeug auch der Grabenverbau selbst mit
angehängt erden, so daß die Herstellung des Graben, das Verlegen eines Kabels oder
dergl. und das Wiederauffüllen eines Grabens nach Verlegen des Kabels in einem einzigen
Arbeitsvorgang durchgeführt werden können. Der Grabenvertau hat für diesen Zw<.ck
vorzugsweise
die Form von zwei senkrecht an den Grabeneitenwänden angeordneten Bändern, welche
iiber eine Mehrzahl von Rollen geführt sind. Auf diese Art und Weise findet zwischen
den Seitenwänden des Grabens ud dem Grabenverbau selbst bei der Vorbewegung des
Transportfahrzeugs keine Reibung statt, stattdessen rollen die Bänder an den Seitenwandungen
des Grabens ab, so daß eine verhältnismäßig geringe Antriebsleistung für das Transportfahrzeug
insgesamt möglich ist. An sich kann im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
nicht mehr von einem Grabenverbau gesprochen werden, da - wie oben erwähnt -die
bänder keinen Bauvorgang benötigen, sondern stattdessen in ihrer endgültigen Form
an das Transportfahrzeug in zweckmäßigem Abstand zur Grabenfräse angehängt werden,
so daß der bildete Graben solange offen gehalten werden kann, wie dies zur Verlegung
eines Kabels oder dergl. erforderlich ist.
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Die verwendeten Bänder können dabei profiliert ausgebildet sein,
zur weiteren Verringerung der Antriebsleistung des Transportfahrzeuges kann jeweils
eine Rolle der Bänder angetrieben werden.
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Je nach Grabentiefe können mehrere derartige Bänder ilbereinander
angeordnet werden, beispielsweise kann in der fläche der Grabensohle das eine Band
in bezug auf das darüberliegende Band nach hinten versetzt sein, so daß das selbsttätige
Zusetzen des erzeugten Graben, insbesondere bei Einsatz der Vorrichtung unter W
sser, wirksam verhindert werden kann.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise
erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine schaubildliche Seitenansicht einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung.
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Fig. 2 zeig eine schaubildliche Seitenansicht einer abgewandelten
Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
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Fig. 3 zeigt eine Ansicht von oben her auf dem Grabenverbau gemäß
der Erfindung.
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In den Figuren 1 und 2 ist eine Grabenfräse 1 gezeigt, welche im
wesentlichen das übliche Aussehen einer bekannten Grabenfräse hat. An der Kette
der Crabenfräse 1 befinden sich Krallen 2, von denen lediglich zur Veranschaulichung
zwei in der Fig. 1 gezeigt sind. Der durch die Fräse 1 erzeuFrte Graben ist mit
3 bezeichnet, wobei in den Fig. 1 und 2 lediglich eine Seitenwandung zu::-erkennen
ist. Mit 5 ist die Abbauwand selbst bezeichnet, mit 6 ist der Meeresboden bezeichnet,
wobei hier vorausgesetzt wird, daß die Vorrichtung gemäß der Errindllng unter Wasser
eingesetzt wird, obgleich der Einsatz an Land ebenfalls denkbar ist.
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Am unteren Ende der Kette an der Grabenfräse befindet sich eine Führung
7,durch welche abgebautes oder abgetragenes Material in Richtung nach oben bewegt
wird, wobei dieses Material unter Zuhilfenahme von Luft fluidisiert werden kann.
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Oberhalb des Führungsteils 7 befindet sich ein Ejektor 8, es handelt
sich hierbei um eine an sich bekannte Einrichtung, welche Diisen aufweist, welche
über eine Leitung 28 mit Luft versorgt erden. Weiterhin weist der Ejektor t! eine
Druckwas6erzuleitung 9 auf. Das Druckwasser l?e(lingtJ die es Ejektors.
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nach oben gerichtete;Förderrichtng/ Ober alb des Ejektors befindet
sich ein Förderrohr 10, welches nach oben aus dem Graben heraus und sodann in Richtung
nach hinten (in bezug auf die Vorbewegungsrichtung der Fräse) geführt ist.
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In Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsforn der Vorrichtung gezeigt,
insofern als anstelle der direkten Verbindung des Ejektros 8 mit dem Förderrohr
10 eine Unterwaæ rtauch-Motorpumpe 14 vorgesehen ist, welche das vom Ejektor nach
oben geförllerte Material unter Druck in Richtung auf den Grabenverbau 13 fördert.
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Weiterhin ist in den Fig. 1 und 2 eine Druckleitung 4 fü den Grabenverbau
gezeigt.
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In Fig. 1 ist weiterhin gezeigt, daß an die Druckwasserleitung 9
für den Ejektor 8 eine Pumpe 39 angeschlossen ist, 40 welche mit Hilfe eines Hydraulikantriebes/angetrieben
wird.
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Weiterhin ist in Fig. 1 noch eine Luftleitung 41 für den Grabenverbau
gezeigt.
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Die Grabenfräse 1 ist an ihrem oberen Ende über eine Antriebswelle
43 nit einem Drehantrieb versehen, so daß die Kette in Richtung der beiden gezeigten
Pfeile angetrieben werden kann, wobei diene Pfeile die Arbeitsrichtung der Kette
zeigen.
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In der üblichen Art und Weise ist die Grabenfräse über einen Verbindungsteil
44 mit einem nicht gezeigten Transportfahrzeug an einer Schwenkachse 45 schwenkbar
so verbunden, daR die Grabenfräse in einem gewünschten Winkel zur Transportrichtung
eingestellt werden kann.
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Der in den Fig. 1 und 2 mit 42 bezeichnete Teil dient dazu, den Grabenverbau
13 mit dem Transportfahrzeug selbst bzw. der Fräse zu verbinden, so daß bei Bewegung
des Transportfahrzeugs nach rechts (Blickrichtung nach Fig.. 1 und 2) der Grabenverbau
13 die entsprechende Bewegung mitmacht.
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In Betrieb der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird mit Hilfe der
Schneidwerkzeuge bzw. der Kralle 2 der Grabenfräse 1 Material von der Grabenoberkante
nach unten in Richtung auf die Grabensohle gefördert. Dor wird das abgetragene Material
fluidisiert und mit Hilfe des Ejektors 8 in Richtung auf den ausgehobenen Graben
über das Förderrohr 10 transportiert.
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In der Fig, 3 ist der Grabenverbau gemäß der Erfindung thematisch
wiedergegeben. Der Grabenverbau besteht im wesentlichen aus zwei endlosen Bändern
114, welche jeweils um eine Mehrzahl senkrecht angeordneter Rollen 115 gelegt sind.
Die Bänder 114 befinden sich in Anlage an die Seitenwandungen
des
Grabens 13, wobei die seitlichen Abstände mit Hilfe von Abstandsteilen 116 festgelegt
sind. Die Abstandsteile 116 können auch dazu dienen, drehbare Tragrollen 117 aufzunehmen,
auf welche beispielsweise ein zu verlegendes Dükerrohr abgelegt werden kann.
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Im Betrieb der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird der in Fig. 3
gezeigte Grabenverbau nach rechts bewegt, wobei sich die Bänder 114 an die Seitenwand
des Grabens anlegen, wobei zwischen den Bändern und der Seitenwand keinerlei Reibung
stattfindet. In der Fig. 3 ist nicht gezeigt, wie der Grabenverbau mit dem Transportfahrzeug
bzw. der Fräse verbunden ist. Denkbar ist auch, daß eine oder mehrere Rollen 115
angetrieben sind, so daß eine Antriebsverbindung für den Grabenverbau mit dem Transportfahrzeug
für die Grabenfräse nicht enforderlich ist.
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