DE4205973A1

DE4205973A1 - Bucket dredger for excavating sand and gravel - with dredger and winch arranged on pontoons linked by swivelling bridge to shore

Info

Publication number: DE4205973A1
Application number: DE19924205973
Authority: DE
Inventors: Frank Schulz; Manfred Dr Ing Achilles
Original assignee: H AUG SCHMIDT TRANSPORTANLAGEN
Current assignee: H AUG SCHMIDT TRANSPORTANLAGEN
Priority date: 1992-02-27
Filing date: 1992-02-27
Publication date: 1993-09-02

Abstract

The bucket dredger is designed for underwater excavation of sand and gravel. There is a shore station (6) which operates the conveyor gear across the linking bridge (9) to the first floating pontoon (10),on which the bucket dredger plant (15) is located. The dredger arm (3) is lowered and raised by a winch (18) which is located on a second pontoon (17). The second pontoon is connected to the first by a rigid link (16). USE/ADVANTAGE - Excavation of sand and gravel from deep static water depths more economically than by using suction pumps.

Description

Die Erfindung betrifft einen Eimerkettenbagger für Tiefbaggerung unter dem Wasserspiegel zur Gewinnung von Kies und Sand aus stehenden Gewässern. Die gebräuchlichsten Geräte zur Gewinnung von Kies und Sand aus stehenden Gewässern sind Eimerkettenbagger, Saugbagger und Greifbagger. Diese besitzen entweder einen schwimmenden Unterbau oder ein Fahrwerk für eine kontinuierliche oder schrittweise Vorwärtsbewegung des Baggers. Gemäß DE-PS 20 24 548 besteht ein Schwimmbagger aus einem Schwimmkörper mit einem ausgesparten Schacht, durch den die vom Schwimmkörper getragene Eimerleiter hindurchreicht. Der obere rückwärtige Endabschnitt der Eimerleiter ist an einer horizontalen Querachse an einem Tragbock unterfangen und am Schwimmkörper schwenkbar angelenkt. Die Eimerkette liegt längs der Schiffsachse und läuft oben über einen angetriebenen Oberturas. Schwimmbagger für Binnengewässer besitzen zuweilen nur eine Antriebsmaschine für die Eimerkette, wobei diese Geräte meist durch Winden umgesetzt werden. Das Baggern des Fördergutes mittels Eimerketten ist kostengünstig, jedoch ist nachfolgend ein oft langer Transportweg durch energieaufwendiges Pumpen eines Kies-Sand-Wasser- Gemisches in Druckrohrleitungen zu überwinden oder ein Abtransport in Schuten erforderlich.The invention relates to a bucket ladder excavator for deep excavation under the Water level for the extraction of gravel and sand from standing water. The most common equipment for extracting gravel and sand from standing Waters are bucket-chain excavators, suction excavators and grab dredgers. Own them either a floating substructure or a chassis for one continuous or gradual forward movement of the excavator. According to DE-PS 20 24 548, a dredger consists of a floating body with a recessed shaft through which the bucket ladder carried by the floating body reaches through. The upper rear end portion of the bucket ladder is on under a horizontal transverse axis on a trestle and on Floating body hinged. The bucket chain lies along the The ship's axis and runs above a powered Upper Turas. Dredger for inland waters sometimes have only one engine for the Bucket chain, whereby these devices are mostly implemented by winches. Excavating the material to be conveyed using bucket chains is inexpensive, however This is followed by a often long transport route due to energy-intensive pumping Gravel-sand-water mixture to overcome or in pressure pipelines Removal in barges required.

Anstelle der Eimerleiter wird bei einem schwimmenden Saugbagger eine hydraulischer Abbau und Förderung durchgeführt. Mit Hilfe eines auf den Gewässerboden abgesenkten Saugrüssels saugt eine Pumpe Wasser, Kies und Sand an. Saugbagger haben einen relativ geringen Geräteaufwand. Nachteilig ist der geringe Wirkungsgrad der Pumpen,mit denen ein hoher Wasseranteil gefördert wird, was sich nachteilig bei der Entwässerung des Kies-Sand-Gemisches auswirkt.Instead of the bucket ladder, a floating suction dredger is used hydraulic mining and conveying carried out. With the help of a A pump sucks water, gravel and sand down the water floor at. Suction dredgers require relatively little equipment. The disadvantage is that low efficiency of the pumps with which a high proportion of water is pumped becomes what is disadvantageous in the drainage of the gravel-sand mixture affects.

Bei größeren Wassertiefen werden Greifbagger eingesetzt. Diese bestehen nach DE-GM 86 09 272 aus mindestens zwei Pontons, die mit einem Bockgerüst mit einer verfahrbaren Greifereinrichtung verbunden sind, wodurch eine Mehrpunktbaggerung und das Anlegen von Schuten zum Abtransport des Baggergutes ermöglicht wird. Der Aufbau ist durch großvolumigen Pontons gekennzeichnet. Gegenüber den Baggern mit einem schwimmenden Unterbau erfolgt mit einem geringen Energieaufwand gemäß DE-GM 75 22 043 die Gewinnung von Kies und Sand durch einen Eimerkettenbagger mit einem auf dem Uferrand stehenden und sich fortbewegendem Fahrwerk und einer ungeführten, freihängenden Eimerkette mit Schürfeimern. Das Fahrwerk trägt das Baggergerüst und die für den Antrieb der Eimerkette und die Fortbewegung des Baggers erforderlichen Einrichtungen. Das Fahrwerk, mit Raupen oder auf Schienen fahrenden Rädern, benötigt einen festen Untergrund, dessen Tragfähigkeit und Standsicherheit durch die im Bereich des Baggers sich unter dem Wasserspiegel erstreckenden Böschung beeinflußt wird. Bei größeren Baggertiefen wird durch einen Vorbau der Abstand zwischen dem Anlenkpunkt der Eimerleiter und dem Schwerpunkt der Standfläche vergrößert und die Eimerleiter verlängert.Grab dredgers are used at greater water depths. These persist DE-GM 86 09 272 from at least two pontoons with a trestle with a movable gripper device are connected, whereby a Multi-point dredging and the laying of barges to remove the dredged material is made possible. The structure is characterized by large-volume pontoons. Opposite the excavators with a floating substructure is done with a low energy consumption according to DE-GM 75 22 043 the extraction of gravel and sand by a bucket-chain excavator with one standing on the edge of the moving chassis and an unguided, free-hanging bucket chain with Prospectuses. The undercarriage carries the excavator scaffold and the drive for the Bucket chain and the locomotion of the excavator required facilities. The Chassis, with caterpillars or wheels traveling on rails, require a fixed one Underground, its load-bearing capacity and stability by the in the area of Excavator is affected under the water-level embankment. For larger excavator depths, the distance between the Articulation point of the bucket ladder and the focus of the stand area enlarged and the bucket ladder extended.

Mit dem Baggergerüst und der Eimerleiter ist der Bagger ein in sich geschlossenes statisches System, dessen Aufwand und Masse sich mit einer vergrößernder Baggertiefe zunehmend erhöht. Aus diesem Grunde ist die Baggertiefe begrenzt und auch der Vortrieb des Baggers, wie in dem DE-GM 75 22 043 beschrieben, mit Schutzmaßnahmen verbunden.With the excavator frame and the bucket ladder, the excavator is one in itself closed static system, the effort and mass of which can be increasing excavator depth increasingly increased. For this reason it is Excavator depth limited and also the excavator's propulsion, as in the DE-GM 75 22 043 described, associated with protective measures.

Die Erfindung bezweckt einen Eimerkettenbagger mit einem Fahrwerk für größere Baggertiefen in stehenden Gewässern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, große Baggertiefen bei flachem Böschungswinkel zu erreichen, ohne den Geräteaufwand zu erhöhen.The invention aims a bucket chain excavator with a chassis for larger Dredging depths in standing water. The invention is based on the object to reach large excavation depths with a flat slope angle without the To increase equipment costs.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen dem Fahrwerk und der Eimerleiter eine Förderbandbrücke angeordnet ist, wobei das Fahrwerk mittels der Förderbandbrücke mit einem ersten Ponton und der erste Ponton mittels einer Pontonbrücke mit einem zweiten Ponton verbunden ist, wobei der erste Ponton mit Einrichtungen für die Halterung der Eimerleiter und den Antrieb der Eimerkette und der zweite Ponton mit einer Hubeinrichtung für die Eimerleiter versehen ist.According to the invention the object is achieved in that between the chassis and the bucket ladder is arranged on a conveyor belt bridge, the running gear by means of the conveyor bridge with a first pontoon and the first pontoon is connected to a second pontoon by means of a pontoon bridge, the first pontoon with facilities for holding the bucket ladder and the Drive the bucket chain and the second pontoon with a lifting device for the Bucket ladder is provided.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So empfiehlt die Erfindung, daß das Tragwerk der Eimerleiter als Rohrkonstruktion mit großvolumigen, abgedichteten Rohren mit einem großen Rohrquerschnitt so ausgeführt ist, daß ihre Eigenmasse durch ihre große Wasserverdrängung aufgehoben wird. Dadurch können die Schwimmkörper der Pontons klein gehalten werden. Die Förderbandbrücke ist mit dem Fahrwerk und dem ersten Ponton um einen Horizontalwinkel schwenkbar verbunden. Die Einstellung des Schwenkwinkels und die Abspannung zwischen dem Fahrwerk und der Förderbandbrücke erfolgt durch Seilzugeinrichtungen mit zwei Zugseilen, die an zwei Fixpunkten des Ufern verankert sind und durch am Fahrwerk angeordnete Winden gezogen werden. Further features according to the invention are listed below. So recommends the invention that the structure of the bucket ladder as a tubular construction large-volume, sealed pipes with a large pipe cross-section like this is carried out that their own mass by their large water displacement will be annulled. This allows the pontoon's floats to be kept small will. The conveyor bridge is over with the undercarriage and the first pontoon a horizontal angle pivotally connected. The setting of the Swivel angle and the guy between the chassis and the Conveyor belt bridge is made by rope pulling devices with two pulling ropes attached to it Two fixed points of the bank are anchored and arranged on the landing gear Winches are pulled.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Förderbandbrücke mit einem Gurtförderband in Form eines Entwässerungsbandes ausgestattet, wodurch der Kies und Sand bereits über der Wasserfläche entwässert wird und im entwässerten Zustand im Bereich des Fahrwerkes an eine nachfolgende Transporteinrichtung übergeben werden kann.According to a further feature of the invention, the conveyor belt bridge with a Belt conveyor in the form of a drainage belt equipped, which the Gravel and sand is already drained above the water surface and in drained condition in the area of the chassis to a subsequent one Transport device can be handed over.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß mit der Eimerleiter eine große Baggertiefe erreicht werden kann, ohne daß die Standfläche des Baggers durch den Unterwasserböschungswinkel beeinträchtigt wird. Bei Vergrößerung der Baggertiefe kann die Länge der Förderbandbrücke ohne großen technischen Aufwand vergrößert und die Standsicherheit der Standfläche des Fahrwerkes gewährleistet werden. Dadurch ist mit einem geringen Aufwand der Abbau von Kies und Sand in größeren Tiefen unter der Wasseroberfläche möglich.The advantages of the solution according to the invention are that with the Bucket ladder can be reached a great depth of excavation without the The excavator's footprint is affected by the angle of the underwater slope becomes. If the excavator depth is increased, the length of the conveyor belt bridge can enlarged without great technical effort and the stability of the Footprint of the chassis can be guaranteed. This is with one little effort to dig gravel and sand at greater depths under the Water surface possible.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigtThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment will. In the accompanying drawings

Fig. 1 die Seitenansicht des Eimerkettenbaggers, Fig. 1 is a side view of the bucket dredger,

Fig. 2 die Draufsicht des Eimerkettenbaggers und Fig. 2 is a top view of the bucket chain excavator and

Fig. 3 die Geometrie der Abbaufläche des Baggers in schematischer Darstellung. Fig. 3 shows the geometry of the excavation area of the excavator in a schematic representation.

In Fig. 1 ist der Querschnitt einer Kiesgrube in einem ruhenden Gewässer dargestellt. Von der Gewässersohle 1 wird der Abbau von Kies durch eine Eimerleiter 3 mit einer Eimerkette 2 und einen Antrieb 4 vorgenommen. Auf einem Planum des Uferrandes der Kiesgrube befindet sich die Standfläche 5 für das Fahrwerk 6 des Eimerkettenbaggers. Unter dem Wasserspiegel setzt sich die Böschung 7 in einem vorgegebenen Winkel δ von ca. 30° fort. Auf der Gewässersohle 1 der Kiesgrube wird durch den Schnittpunkt 8 mit der Unterwasserböschung 21 der für den Kiesabbau randnäheste Punkt in Abhängigkeit von der Standfläche des Fahrwerkes 6 vorgegeben.In Fig. 1 the cross section of a gravel pit is shown in a still water. Gravel is extracted from the river bed 1 by a bucket ladder 3 with a bucket chain 2 and a drive 4 . The standing surface 5 for the undercarriage 6 of the bucket ladder excavator is located on a flat surface of the edge of the gravel pit. The embankment 7 continues below the water level at a predetermined angle δ of approximately 30 °. On the water bed 1 of the gravel pit, the intersection 8 with the underwater embankment 21 specifies the point closest to the edge for gravel mining, depending on the footprint of the undercarriage 6 .

Vom Fahrwerk 6, welches ein Raupenfahrwerk, ein Gleisfahrwerk oder ein Schreitwerk sein kann, erstreckt sich eine Förderbandbrücke 9 zu einem auf dem Gewässer vom Fahrwerk 6 beabstandeten ersten Ponton 10, an dem die Eimerleiter 3 angelenkt ist. Es ist ferner eine in strichpunktiertem Linienzug dargestellte freihängende Eimerkette 2 mit Schürfeimern 11 vorgesehen, welche in Richtung des Pfeiles 12 von einem Antriebsturas 13 bewegt und über einen Unterturas 14 umgelenkt wird. Die Eimerleiter 3 ist in der Achse des Antriebsturas 13 schwenkbar und auf dem Ponton 10 durch einen Lagerbock 15 unterfangen. A conveyor belt bridge 9 extends from the undercarriage 6 , which can be a crawler undercarriage, a track undercarriage or a walking unit, to a first pontoon 10 on the water, which is spaced apart from the undercarriage 6 and to which the bucket ladder 3 is articulated. There is also a free-hanging bucket chain 2 shown in dash-dotted lines with digging buckets 11 , which is moved in the direction of arrow 12 by a drive turret 13 and is deflected via a lower turret 14 . The bucket ladder 3 can be pivoted in the axis of the drive turret 13 and underpinned on the pontoon 10 by a bearing block 15 .

Die Förderbandbrücke 9 ist horizontal beweglich an dem Fahrwerk 6 und an dem Ponton 10 angelenkt, wodurch Bewegungen der Wasseroberfläche ausgeglichen werden. Der Ponton 10 ist mittels einer Pontonbrücke 16 mit einem zweiten Ponton 17 starr verbunden. Der Ponton 17 trägt eine Winde 18 zum Heben und Senken der Eimerleiter 3. Das Traggerüst der Eimerleiter 3 besteht aus einer Rohrkonstruktion mit Bindern 19 und Streben 20 aus wasserdichten Rohren mit einem großen Querschnitt.The conveyor belt bridge 9 is articulated horizontally movable on the chassis 6 and on the pontoon 10 , whereby movements of the water surface are compensated. The pontoon 10 is rigidly connected to a second pontoon 17 by means of a pontoon bridge 16 . The pontoon 17 carries a winch 18 for lifting and lowering the bucket ladder 3 . The support structure of the bucket ladder 3 consists of a tubular construction with binders 19 and struts 20 made of waterproof tubes with a large cross section.

Zur Gewinnung von Kies und Sand wird die Eimerleiter 3 mittels der Winde 18 abgesenkt, bis sie die Gewässersohle 1 erreicht, wobei die Eimerleiter 3 den Baggerwinkel α einnimmt. Der Baggerwinkel α kann soweit vergrößert werden, bis die größte Baggertiefe erreicht ist. Das ist dann der Fall, wenn durch die Eimerkette 2 die durch den Böschungswinkel δ vorgegebene Unterwasserböschung angeschnitten wird. In diesem Falle kann eine längere Förderbandbrücke 9 eingesetzt werden. Dadurch kann der Baggerwinkel α und infolgedessen die Baggertiefe vergrößert werden, ohne daß die Standsicherheit der Unterwasserböschung und des Fahrwerks beeinträchtigt wird.To extract gravel and sand, the bucket ladder 3 is lowered by means of the winch 18 until it reaches the river bed 1 , the bucket ladder 3 taking up the excavator angle α. The excavator angle α can be increased until the greatest excavator depth is reached. This is the case if the bucket chain 2 cuts the underwater slope predetermined by the slope angle δ. In this case, a longer conveyor belt bridge 9 can be used. This allows the excavator angle α and consequently the excavator depth to be increased without the stability of the underwater embankment and the landing gear being impaired.

Die Förderung erfolgt durch die angetriebene Eimerkette 2 mit der die gefüllten Schürfeimer 11 aufwärts bewegt werden und am Antriebsturas 13 ihren Inhalt auf ein Förderband übergeben, welches als Entwässerungsband ausgebildet ist. Auf dem Weg bis zum Fahrwerk 6 wird der Kies über der Wasseroberfläche entwässert.The conveyance is carried out by the driven bucket chain 2 with which the filled scraper buckets 11 are moved upwards and transfer their contents to a conveyor belt at the drive turret 13 , which conveyor belt is designed as a drainage belt. On the way to the chassis 6 , the gravel is dewatered above the water surface.

Nach Fig. 2 sind beidseitig an der Förderbandbrücke 9 zwei an Fixpunkten 22 auf dem Uferrand verankerte Zugseile 23 angeordnet, welche nach Umlenkung durch zwei Seilrollen 24 an dem vorderen pontonseitigen Ende der Förderbandbrücke 9 mittels Seilwinden 25 an dem Fahrwerk 6 gespannt werden. Die Seilwinden 25 sind mit einer Steuereinrichtung zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Seilspannung und zur Veränderung des Auf- und Abwickelns der Zugseile 23 versehen. Durch Nachlassen der Seilspannung mittels der rechten Seilwinde 25 und Erhöhung der Seilspannung mittels der linken Seilwinde 25 kann die Förderbandbrücke 9 um einen horizontalen Winkel γ geschwenkt und verspannt werden.According to FIG. 2, 9, two at fixed points 22 anchored on the shore edge lift cords 23 are arranged on both sides on the conveyor bridge, which are tensioned after being deflected by two pulleys 24 at the forward pontoon end of the conveyor bridge 9 by means of winches 25 on the landing gear. 6 The cable winches 25 are provided with a control device for maintaining a specific cable tension and for changing the winding and unwinding of the pull cables 23 . By releasing the rope tension using the right winch 25 and increasing the rope tension using the left winch 25 , the conveyor belt bridge 9 can be pivoted and tensioned by a horizontal angle γ.

Der Ponton 10, mit der Pontonbrücke 16 und dem daran befestigtem Ponton 17, ist an der Förderbandbrücke 9 mit einem elektromechanischen oder hydraulischen Schwenkwerk 26 um einen Schwenkwinkel β seitlich drehbar angeordnet.The pontoon 10 , with the pontoon bridge 16 and the pontoon 17 attached to it, is arranged on the conveyor belt bridge 9 with an electromechanical or hydraulic swivel mechanism 26 so that it can be rotated laterally by a swivel angle β.

Der Abbau erfolgt ohne Unterbrechung und ohne Änderung des Standortes des Fahrwerkes 6 im Bereich einer Fläche, die durch das Bogenmaß γ und einer Veränderung des Schwenkwinkels β bestimmt wird. The dismantling takes place without interruption and without changing the location of the undercarriage 6 in the area of an area which is determined by the radian measure γ and a change in the swivel angle β.

In Fig. 3 ist die Abbaufläche schraffiert dargestellt, welche ohne Fortbewegung des Fahrwerkes 6 mit einem minimalen Steuerungsaufwand abgebaut werden kann.In Fig. 3, the mining area is shown hatched, which can be dismantled with minimal control effort without moving the chassis 6 .

Nach dem Abbau der vorgenannten Fläche wird das Fahrwerk 6 in Abbaurichtung 27 umgesetzt.After dismantling the aforementioned area, the chassis 6 is implemented in the direction of dismantling 27 .

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß mit einem Eimerkettenbagger wirtschaftlich aus größeren Tiefen, ohne Gefährdung der Standsicherheit des Baggers und der Unterwasserböschung, Kies und Sand abgebaut und entwässert werden kann.The advantages of the solution according to the invention are that with a Bucket chain excavators economically from greater depths, without endangering the Stability of the excavator and the underwater embankment, gravel and sand can be broken down and drained.

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference numerals used

1 Gewässersohle
2 Eimerkette
3 Eimerleiter
4 Antrieb
5 Standfläche
6 Fahrwerk
7 Böschung
8 Schnittpunkt
9 Förderbandbrücke
10 erster Ponton
11 Schürfeimer
12 Pfeil
13 Antriebsturas
14 Unterturas
15 Lagerbock
16 Pontonbrücke
17 zweiter Ponton
18 Winde
19 Binder
20 Streben
21 Unterwasserböschung
22 Fixpunkte
23 Zugseile
24 Seilrollen
25 Seilwinden
26 Schwenkwerk
27 Abbaurichtung 1 river bed
2 bucket chains
3 bucket ladder
4 drive
5 footprint
6 undercarriage
7 embankment
8 intersection
9 conveyor belt bridge
10 first pontoon
11 prospectuses
12 arrow
13 drive turas
14 Unterturas
15 bearing block
16 pontoon bridge
17 second pontoon
18 winds
19 trusses
20 struts
21 underwater embankment
22 fixed points
23 pull ropes
24 pulleys
25 winches
26 slewing gear
27 Direction of dismantling

Claims

1. bucket ladder excavator for deep excavation under the water level for the extraction of gravel and sand with a chassis ( 6 ) and a bucket ladder ( 3 ) with a free-hanging bucket chain ( 2 ) with digging buckets ( 11 ), characterized in that between the chassis ( 6 ) and the bucket ladder ( 3 ) has a conveyor belt bridge ( 9 ), the chassis ( 6 ) by means of the conveyor belt bridge ( 9 ) with a first pontoon ( 10 ) and the first pontoon ( 10 ) via a pontoon bridge ( 16 ) with a second pontoon ( 17 ), the first pontoon ( 10 ) having devices for holding the bucket ladder ( 3 ) and driving the bucket chain ( 2 ) and the second pontoon ( 17 ) having a winch ( 18 ) for lifting and lowering the bucket ladder ( 3 ) is provided.

2. Bucket chain excavator according to claim 1, characterized in that the conveyor belt bridge ( 9 ) on the undercarriage ( 6 ) is horizontally movable and can be rotated and tensioned with pulling ropes ( 23 ) by a horizontal pivoting angle from the undercarriage ( 6 ), the pulling ropes ( 23 ) anchored in fixed points ( 22 ), guided by rope pulleys ( 24 ) arranged on both sides at the pontoon-side end of the conveyor belt bridge ( 9 ) and controllable rope tension can be applied by rope winches ( 25 ) arranged on the undercarriage ( 6 ).

3. Bucket chain excavator according to claim 1 and 2, characterized in that the conveyor belt bridge ( 9 ) is equipped with a belt conveyor configured as a drainage belt.

4. bucket ladder excavator according to claim 1, characterized in that the supporting structure of the bucket ladder ( 3 ) binder ( 19 ) and struts ( 20 ) made of waterproof pipes with a large pipe cross-section.

5. bucket dredger according to claim 1, characterized in that the connected pontoon over a pontoon bridge (16) rigidly connected to the pontoon (17) (10) pivotably connected with the conveyor bridge (9) and with an electromechanical or hydraulic pivot drive (26) by a Swivel angle is laterally rotatable.