DE3608657C2 - Schachtfräse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schachtfräse der im Oberbe­ griff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Eine solche Schachtfräse ist aus der DE-AS 23 62 425 bekannt.

Unterirdische Membranwände werden als Fundamente verwendet und ersetzen Senkkästen, starre Fundamente für mehrstöckige Gebäude, Turmbauten, unterirdische Behälter und dgl. Um eine solche unterirdische Membran­ wand zu bauen, wird zunächst mit einer Schachtfräse ein wandähnlicher Schacht in den Untergrund gegraben, wobei der Schacht während des Ausgrabens mit einem Stabilisator, wie z. B. mit Bentonit versehenes Schmutz­ wasser od. dgl. aufgefüllt wird. Danach werden in den ausgegrabenen Schacht Bewehrungen eingesetzt, wonach vom Boden des Schachtes Beton eingegossen wird, um eine Einelementwand zu bilden. Dann werden mehrere solcher Elementwände miteinander verbunden, um eine sich als ganze durch den Untergrund ziehende Wand her­ zustellen. Die durchgängige Wand wird Membranwand genannt.

Bei dieser bekannten Schachtfräse ist zwischen den vor­ gesehenen Werkzeugträgern ein Freiraum vorgesehen, wel­ cher zur Folge hat, daß beim Schürfen nicht bearbeitete Stege der Sohle stehen bleiben.

Aus der DE-OS 26 21 784 ist eine bergmännische Vortriebsma­ schine mit einem Schneidkopf bekannt, welcher zwei im Abstand um eine gemeinsame Drehachse rotierende Schneidwalzen aufweist. In dem Zwischenraum zwischen den beiden Schneidwalzen ist wenigstens eine Zwischen­ walze mit gegenüber den Schneidwalzen kleinerem Durch­ messer angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gat­ tungsgemäße Schachtfräse zu schaffen, welche auf der bearbeiteten Sohle und an den Schachtwänden keine unbearbeiteten Stege zurückläßt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Schachtfräse gelöst.

Der mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schachtfräse erzielbare technische Vorteil ergibt sich in erster Linie aus der verbesserten Schürfleistung als Folge des zwischen den bei­ den Schürftrommeln nunmehr vorgesehenen Schürfringes und insbesondere aus der erfindungsgemäß vorgesehenen Vielzahl solcher jeweils aus zwei Schürftrommeln und einem Schürfring bestehenden Schürfeinheiten, wobei auch ein von den Schürf­ ringen nicht bearbeitbarer Teil der Schachtsohle mit Hilfe einer zwischen den Schürfeinheiten ausgebildeten Bohrschnei­ de bearbeitbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei­ spielen und unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Frontansicht einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 einen Schnitt durch die erste Ausführungsform ent­ lang Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schachtfräse ausgehobenen Schach­ tes, wobei auch der Bereich dargestellt ist, der von der Bohrschneide weggefräst wird,

Fig. 4 eine Frontansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 5 eine Frontansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Wie die Fig. 1 zeigt, ist ein Schachtfräsengehäuse 10 derart aufgebaut, daß es mittels Seilen 12 auf den Boden herabhängen kann. Das Schachtfräsengehäuse 10 ist an den Vorder- und Seitenflächen mit mehreren Führungen 14 versehen, die sich vertikal erstrecken. Das Schacht­ fräsengehäuse 10 trägt außerdem eine Antriebsquelle 16 für Drehbewegungen, wie z. B. einen Elektromotor, einen Hydraulikmotor od. dgl. Die Antriebsquelle 16 kann einen abgedichteten Elektromotor oder dgl. aufweisen, welcher auch unter Wasser verwendet werden kann.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist das Schachtfräsen­ gehäuse 10 in seinem unteren Teil mit einem Getriebe­ gehäuse 18 ausgebildet, in welchem horizontal angeordne­ te Drehwellen 20 drehbar gelagert sind. An den horizonta­ len Wellen 20 sind jeweils trommelähnliche Fräser, die im folgenden als Schürftrommeln 22 bezeichnet werden, befestigt. Die Schürftrommeln 22 sind in ihrer Größe so ausgebildet, daß sie das Getriebegehäuse 18 in ihrem Inneren untergebracht werden kann. Die Schürftrommeln 22 sind auf ihrer äußeren Umfangsfläche mit einer Vielzahl von Schürfzähnen 24 versehen. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind die beiden Schürftrommeln 22 in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet.

In dem zwischen und oberhalb der Schürftrommeln ausgebildeten Raum ist ein weiteres Getriebegehäuse 18A vorgesehen, welches dazu dient, das Getriebegehäuse 18 mit einem weiteren, seitlich des Schachtfräsengehäuses angeordneten und später noch zu beschreibenden Getriebe­ gehäuses zu verbinden. Das Getriebegehäuse 18 ist schwenk­ bar auf einer horizontalen Drehwelle 28 einer ringförmigen Fräse befestigt, die im folgenden als Schürfring 26 bezeichnet wird. Ahnlich zu der Schürftrommel 22 ist der Schürfring 26 an seinem Außenumfang mit Schürfzähnen 27 versehen. Der Schürfring 26 ist von seinem Durchmesser her kleiner als die Schürftrommeln 22 ausgebildet. Seine Mittenachse 28 ist exzentrisch zu den Mittenachsen der Schürftrommeln angeordnet. Mit anderen Worten ist der Schürfring 26, wie in der Fig. 1 dargestellt ist, mit seiner horizontalen Welle 28 derart exzentrisch angeordnet, daß die Seiten-und Bodenflächen der Schürftrommeln 22 sich im wesentlichen in einer Ebene mit den Seiten-und Boden­ flächen des jeweiligen Schürfringes 26 befinden.

Wie in der Fig. 2 dargestellt ist, befindet sich oberhalb des Getriebegehäuses 18A ein Getriebegehäuse 30 auf einer Seite des Schachtfräsengehäuses 10. In den Ge­ triebegehäusen 30, 18A und 18 sind mehrere Gruppen von Reduziergetrieben zur Kraftübertragung von der Antriebs­ einrichtung 16 vorgesehen. Das heißt, daß der Motor 16 eine Abtriebswelle 32 besitzt, welche mit einem Zahnrad 34 verbunden ist. Die Kraft wird dann von dem Zahnrad 34 zu den Zahnrädern 36, 38, 40, 42 und 44 übertragen, wel­ che in dem Getriebegehäuse 30 angeordnet sind. Das Dreh­ moment wird dann weiter von dem Zahnrad 44 über die Zahn­ räder 46 und 48 in dem Getriebegehäuse 18A zu einem Zahn­ rad 50 in dem Getriebegehäuse 18 weiter übertragen. Dann wird das an dem Zahnrad 50 anliegende Drehmoment auf die beiden Zahnräder 54 und 55 aufgeteilt, die auf beiden Seiten einer horizontalen Drehwelle 52 angeordnet sind.

Von dort wird das Drehmoment weiter zu den beiden Schürf­ trommeln 22 übertragen. Das heißt, das Drehmoment der Zahn­ räder 54 bzw. 55 wird über Zwischenräder 56 auf Zahnräder 58 auf den horizontalen Drehwellen 20 übertragen, damit die horizontalen Drehwellen 20 die Schürftrommeln 22 in Drehung versetzen. Weiterhin ist das in Fig. 2 darge­ stellte linksseitige Zahnrad 58 so angeordnet, daß es über ein Zwischenrad 59 mit einem Zahnrad 60 kämmt, wel­ ches auf der horizontalen Drehwelle 28 befestigt ist. Auf diese Weise wird auch der Schürfring 26 in Drehung versetzt.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind zwei Schürfeinheiten parallel zueinander angeordnet. Jede der Schürfeinheiten umfaßt ein Paar von Schürftrommeln 22 und den zwischen den beiden Schürftrommeln 22 angeordneten Schürfring 26, auf welche die Drehmomente in der obenbeschriebenen Weise übertragen werden. Da der Schürfring 26 im Durchmesser kleiner als die Schürftrommeln 22 ausgebildet ist, verbleibt bei einer parallelen Anordnung von zwei solchen Einheiten ein einem solchen Unterschied entsprechender Spalt zwischen den sich gegenüberliegenden Seiten der beiden Einheiten. In dem verbleibenden Spalt kann eine Bohrschneide 62 vor­ gesehen sein. Diese Bohrschneide 62 ist an dem unteren Ende einer Hohlwelle 63 befestigt, welche ebenfalls zwischen den Schürfringen angeordnet ist. Die als Umkehrwelle ausgebildete Hohlwelle 63 ist so ausgebildet, daß die Bohrschneide 62 durch eine Getriebeübertragungseinrichtung 63A angetrie­ ben wird, welche sich von dem obenerwähnten Antriebsstrang abteilt, der die Antriebsquelle 16 mit den Schürftrommeln 22 verbindet. Geschürfter Schlamm, der durch die Schürf­ trommeln 22, den Schürfring 26 und die Bohrschneide 62 er­ zeugt wird, wird durch das Innere der nach oben auf die Erdoberfläche abgesaugt. Die Hohlwelle 63 kann unter Einsatz der Antriebsquelle 16 angetrieben werden. Es ist aber auch möglich, für die Hohlwelle 63 einen besonderen Antrieb vorzusehen.

Im folgenden wird der Betrieb einer erfindungsgemäßen Schachtfräse näher erläutert. Zuerst wird das aus der An­ triebswelle 16 erzeugte Drehmoment über den Getriebe­ strang in den Getriebegehäusen 30, 18A und 18 an die Schürftrommeln 22 und die Schürfringe 26 übertragen. Bei einem solchen, in Fig. 1 gezeigten Antrieb, werden die Schürftrommeln 22 und die Schürfringe 26 der rechten bzw. linken Einheit in zueinander entgegengesetzte Richtungen gedreht, so daß die aufgrund der Schnittkräfte erzeugten Drehmomente einander aufheben. Unter solchen Bedingungen wird, wenn das Schachtfräsengehäuse 10 nach unten abgelas­ sen wird ein Schacht mit einer rechteckigen Querschnitts­ fläche herzustellen sein.

In Fig. 3 ist im wesentlichen die Form eines unter Verwendung der erfindungsgemäßen Schachtfräse ausgehobenen Schachtes dargestellt. Beide Seitenwände 66 eines Schachtes 64 sind glatt ausgebildet, da die Seitenflächen der Schürf­ trommeln 22 und der Schürfringe 26 derart angeordnet sind, daß sie im wesentlichen miteinander fluchten. Ebenso lie­ gen die Bodenflächen 68 im wesentlichen in der gleichen Ebene, da die Bodenseiten der Schürftrommeln 22 und der Schürfringe 26 ebenfalls im wesentlichen miteinander fluch­ ten. Obwohl in der Mitte des Schachtes 64 ein nicht abge­ tragener Teil 70 verbleibt, kann dieser durch eine Bohr­ schneide 62 abgefräst werden, die, wie oben beschrieben, zwischen den sich gegenüberliegenden Seiten der beiden Ein­ heiten angeordnet ist. Der bei einer solchen Ausschachtung erzeugte Schlamm wird durch die Hohlwelle 63 durch eine Saugpumpe od. dgl. nach oben zur Erdoberfläche gefördert.

Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform le­ diglich eine Bohrschneide 62 verwendet wird, können auch zwei Bohrschneiden 62 Verwendung finden. In diesem Fall werden die beiden Bohrschneiden 62 in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben, so daß sich ihr aufgrund der Schnittkräfte ergebendes Drehmoment gegeneinander auf­ hebt. Wie in Fig. 4 zu sehen ist, sind nämlich zwei Bohr­ wellen 65 auf beiden Seiten der Hohlwelle 63 angeord­ net. Die beiden Bohrschneiden 62 können an den unteren Enden der Bohrwellen 65 angebracht sein. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist speziell für die Bohrschneiden 62 eine eigene Antriebsquelle 66 vorgesehen. Darüber hinaus ist jede Führung 14 mit einer einstellbaren Führung 14 A ausgerüstet, welche zur Stellungssteuerung frei ausgeschoben oder eingeschoben werden können. Es ist auch möglich, zwei einstellbare Führungen 14A jeweils in dem oberen und dem unteren Teil jeder der vier Außenflächen der Schachtfräse anzubringen.

Die Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche einen anderen Antriebsstrang beinhal­ tet, wie in Fig. 5 gezeigt ist, sind die Schürftrommeln 22 jeweils auf horizontalen Wellen 28 be­ festigt, wobei jeder der Schürfringe 26 derart angeord­ net ist, daß seine Achse oberhalb der horizontalen Wellen 28 gelagert ist. In dem Teil des Schürfringes 26, wel­ cher nach oben über die Schürftrommel 22 hinausragt, ist ein Spalt ausge­ bildet, der dazu verwendet werden kann, das Drehmoment von der Antriebsquelle 16 zu dem Schürfring 26 und der Schürftrommel 22 zu übertragen.

Wie in Fig. 5 dargestellt ist, sind zwei Einheiten parallel zueinander angeordnet, wobei jede aus einem Paar von Trommelschürfern 22 und einem zwischen den beiden Trommelschürfern 22 angeordneten Schürfring 26 zusammengesetzt ist. Jede dieser Einheiten wird in der obenbeschriebenen Weise angetrieben.

Dieses Ausführungsbeispiel arbeitet genauso wie das erste, in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel und hat auch die gleichen Wirkungen.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schürfring 26 im Durchmesser etwas kleiner gehalten als die Schürftrommeln. Es ist allerdings auch möglich, beide Durchmesser gleich zu halten.

Wie oben beschrieben, ist es mit der erfindungs­ gemäßen Schachtfräse möglich, einen im Querschnitt recht­ eckförmigen Schacht auszuheben, wobei auch die Endflächen einer vorher gesetzten Betonwand einfach abgefräst werden können, da die Fräsen bzw. Schürfer auf horizontalen Wellen angeordnet sind. Nach der Erfindung ist ein Paar von Schürftrommeln auf horizontalen Wellen unter einem gegebenen Abstand voneinander angeordnet, wobei ein Schürfring zwischen den Schürftrommeln gelagert ist. Das Drehmoment der Antriebswelle kann sowohl zu den Schürftrommeln als auch zu dem Schürfring übertragen werden. Der zwischen den beiden Schürftrommeln verblei­ bende Teil kann durch den Ringschürfer ausgehoben werden, wodurch vermieden wird, daß ein bei den herkömmlichen Schachtfräsen zu beobachtender Teil des Schachtes nicht geschürft wird.

Das Vorsehen des Ringschürfers zwischen den Trommel­ schürfern stellt viel Platz für den Träger zur Verfügung, so daß auch ein Schacht von großer Wandstärke ausgehoben werden kann. Diese Anordnung ermöglicht aber auch, daß die Absaugöffnung nahe dem Schachtboden angeordnet werden kann, was das Ausheben eines glatten Schachtes bei einem hohen Wirkungsgrad an Erdentfernung gestattet.

Claims (4)

1. Schachtfräse zum Herstellen von Schächten mit rechtecki­ gem Querschnitt, insbesondere für unterirdische Membran­ wände, mit einem abgehängten Schachtfräsengehäuse, mit zumindest zwei paarweise im unteren Bereich des Schacht­ fräsengehäuses angeordneten, mit Schürfzähnen versehenen Schürftrommeln, wobei zwischen den paarweise angeordne­ ten Schürftrommeln ein Abstand vorgesehen ist und die Schürftrommelpaare um parallel zueinander verlaufende horizontale Drehachsen drehbar und die Schürfeinheiten in Gegenrichtung zueinander entreibbar sind, sowie mit einem zentralen Förderrohr zum Abtransport des Schürfgu­ tes,
dadurch gekennzeichnet,
daß in an sich bekannter Weise zwischen den paarweise angeordneten Schürftrommeln (22) jeweils ein Schürfring (26) mit gegenüber den Schürftrommeln (22) kleinerem Durchmesser und mit parallel zur Schürftrommelachse (20) verlaufender und unterhalb der Schürftrommelachse (20) angeordneter Drehachse (28) vorgesehen ist,
daß der Antriebsmotor (16) im Schachtfräsengehäuse vorgesehen ist,
daß die Schürfeinheiten über ein Antriebsgetriebe (18A, 32-60) antreibbar sind, dessen untere Getriebeteile zwischen den paarweise angeordneten Schürftrommeln (22) bzw. der Schürftrommel und dem Schürfring (26) vorgesehen sind,
daß der Fräskopf aus einer Mehrzahl von aus einem Schürftrommelpaar (22) und einem Schürfring (26) gebildeten Schürfeinheit besteht und
daß zumindest eine Bohrschneide (62) an dem zwischen den Schürfeinheiten in den Sohlbereich reichenden, als Hohlwelle (63) ausgebildeten Förderrohr für das Schneiden des von den Schürftrommeln (22) und den Schürfringen (26) nicht mitschneidbaren Teiles (70) der Sohle vorgesehen ist.

2. Schachtfräse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antriebsmotor (16) als unter Wasser betreibbarer Elektromotor ausgebildet ist.

3. Schachtfräse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antriebsmotor (16) als unter Wasser betreibbarer Hydraulikmotor ausgebildet ist.

4. Schachtfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig der Hohlwelle (63) ein Paar von Bohrwellen (65) vorgesehen ist, von denen jede an ihrem unteren Teil eine Bohrschneide (62) trägt.