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Die
vorliegende Erfindung hat einen Anhänger für den Folgezug einer Tunnelfräse zum Gegenstand.
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Es
ist bekannt, daß man
für die
Ausführung von
Tunnels großer
Dimensionen und auch großer Länge meist
eine als Tunnelfräse
bezeichnete Maschine verwendet, die es ermöglicht, die gesamte Abbaufront
zu bohren. Die genannte Tunnelfräse
ist mit einem Folgezug ausgerüstet,
der aus Anhängern
in Form von Wagons besteht, die durch die Tunnelfräse gezogen
werden. Diese Anhänger
dienen einerseits zum Transport einer bestimmten Anzahl von Elementen,
die zur Ausführung
des Tunnels je nach seiner Bohrung notwendig sind wie Abstützungen,
die angeordnet werden, um die Wand des Tunnels abzustützen und
andererseits zur Entfernung des Abraums, der aus der Wirkung der
genannten Tunnelfräse
resultiert.
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Diese
mit Rädern
ausgerüsteten
Anhänger bewegen
sich direkt, indem sie auf der zylindrischen Wand des Tunnels ohne
Zwischenfügung
von Führungsgleisen
ruhen. Man versteht, daß wenn
die Beladung des Anhängers
nicht symmetrisch zu seiner Längsebene
ist oder wenn der Tunnel in einer Horizontalebene eine gewisse Krümmung aufweist,
die Räder
der Anhänger,
die nicht gerade sind, der Gesamtheit des Anhängers eine gewisse Neigung
bzw. Schräge
verleihen werden, die natürlich
zu korrigieren ist. Daher versteht man, daß für die korrekte Verwendung es
notwendig ist, daß die
Anhänger
des Folgezuges im Wesentlichen horizontal sind, insbesondere um
die Überführung unter
befriedigenden Bedingungen des durch die Tunnelfräse ausgebrachten
Abraums sicherzustellen.
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Es
gibt daher ein reales Bedürfnis, über ein System
zu verfügen,
das es ermöglicht,
den Folgezug im Wesentlichen horizontal zu halten und dies mit einer
einfachen Technik und einer einfachen Wirkungsweise.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Folgezug einer
Tunnelfräse
zu liefern, der den oben dargelegten Bedingungen genügt.
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Um
dieses Ziel gemäß der Erfindung
zu erreichen, umfaßt
der Anhänger
für den
Folgezug einer Tunnelfräse
ein Fahrgestell, das mit einer Mehrzahl an Rädern ausgestattet ist, welche
eine Vorwärtsrichtung
des Anhängers
definieren, wobei das Fahrgestell in der Ruheposition eine vertikale
symmetrische Längsebene
und eine Längsachse
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anhänger ferner Folgendes umfaßt:
- – mindestens
zwei Kästen,
die auf dem Fahrgestell im Wesentlichen symmetrisch zur symmetrischen
Längsebene
des Fahrgestells befestigt sind;
- – Mittel
zum Messen einer eventuellen Neigung des Fahrgestells des Anhängers in
Bezug zur Horizontalen um seine Längsachse herum;
- – Mittel
zur Versorgung der zwei Kästen
mit Flüssigkeit,
und
- – Mittel
zum Steuern der Menge an Flüssigkeit
in jedem Kasten in Abhängigkeit
von der Messung der eventuellen Neigung, so daß die Menge an Flüssigkeit,
die in jedem Kasten enthalten ist, ein Rückführdrehmoment in Bezug zur Längsachse erzeugt,
das dazu neigt, die eventuelle Neigung des Anhängers zu kompensieren.
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Man
versteht, daß unter
permanentem Kontrollieren der Flüssigkeitsmasse
in jedem der beiden Seitenkästen
des Anhängers
es möglich
ist, ein Rückführdrehmoment
in Abhängigkeit
der Anzeigen eines Neigungsmessers zu erzeugen, mit dem der Anhänger ausgerüstet ist,
um ein Rückführdrehmoment
zu erzeugen, daß es
fortschreitend beim Vorziehen des Anhängers ermöglicht, jenen in eine im Wesentlichen
horizontale Position zurückzuführen. Die
Rückkehr
des Fahrgestells des Anhängers
in Horizontalposition wird durch seitliches Gleiten der Räder unter
der Wirkung des Rückführdrehmoments
erhalten. Man versteht auch, daß das
System keinen komplexen Bestandteil umfaßt, sondern nur die Aufnahmekästen zur
Lagerung der Flüssigkeit
und Elektroventilsysteme, die von einer Zentraleinheit gesteuert
werden, um das in jedem der beiden Kästen enthaltene Flüssigvolumen
zu regeln.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
die zum kontrollierten Füllen
der beiden Kästen verwendete
Flüssigkeit
jene, die dazu dient, den Kühlkreislauf
der Tunnelfräse
selbst zu speisen.
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Man
versteht, daß in
dieser Ausführungsform
die verwendete Flüssigkeit
eine Doppelfunktion erfüllt,
die Kühlung
der Tunnelfräse
sicherzustellen und andererseits die Erzeugung des Rückführdrehmoments
zu erlauben, daß das
im Wesentlichen horizontale Halten des Folgezuganhängers der
Tunnelfräse
sicherstellt.
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Andere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser beim Lesen der
folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen der Erfindung hervortreten,
die beispielhaft und nicht begrenzend sind. Die Beschreibung bezieht
sich auf die anliegenden Figuren, in denen:
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die 1 eine
Draufsicht des Folgezuges ist;
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die 2 eine
teilweise Vertikalschnittansicht gemäß der Linie II-II der 1 ist;
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die 3A und 3B Halbansichten
jeweils von rechts und von links in Vergrößerung des Anhängers des
Folgezuges sind;
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die 4 einen
vereinfachten Versorgungskreislauf der Flüssigkeitskästen des Anhängers veranschaulicht;
und
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die 5 den
Flüssigkeitsversorgungskreislauf
der Ausgleichskästen
in dem Falle zeigt, wo die Flüssigkeit
auch als Kühlung
der Tunnelfräse
dient.
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Zunächst wird
unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 eine
bevorzugte Ausführungsform
des Folgezuganhängers
einer Tunnelfräse
beschrieben werden.
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Der
Anhänger
besteht im Wesentlichen aus einem Fahrgestell, das eine horizontale
Längsachse XX' und eine vertikale
Mittelebene in Ruhestellung PP' aufweist.
Das Fahrgestell 12 ist ausgerüstet an seinem unteren Ende
mit einer Vielzahl von Rädern oder
vorzugsweise Räderpaaren
oder Rollen wie 14, 16 und 18, die es
dem Anhänger 10 ermöglichen, sich
auf der zylindrischen Wand des Tunnels 20 zu bewegen.
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An
seinem oberen Teil 22 ist das Fahrgestell 12 des
Anhängers
vor allem mit einem Förderband 24 ausgerüstet, das
dazu dient, den Abraum vom vorderen Endes 26 des Anhängers bis
zu seinem hinteren Ende 28 zu überführen.
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Was
die vorliegende Erfindung anbetrifft, ist es nicht notwendig, detaillierter
die Weise zu beschreiben, in der das Fahrgestell 12 des
Anhängers durch
die Ausrüstungen
realisiert wird, die er umfaßt, insbesondere
zur Überführung und
Handhabung der Abstützungen.
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In
seinem oberen Teil 22 ist der Anhänger mit den beiden Kästen 30 und 32 ausgerüstet, die
vorzugsweise identisch sind und symmetrisch im Verhältnis zur
Längsachse
XX' des Anhängers angeordnet
sind. Die Kästen
sind gemäß den äußeren Längsrändern 34 und 36 des
Fahrgestells des Anhängers angeordnet.
Jeder Kasten hat zum Beispiel eine allgemein parallelepipedische
Rechteckform und weist ein Fassungsvermögen von 1500 Liter auf. Jeder Kasten 30 und 32 ist
vorzugsweise mit einem Sensor 38a und 38b zum
Messen des Flüssigkeitsniveaus
in den Kästen 30 und 32 ausgerüstet. Außerdem versieht
ein durch Bezugszeichen 40 bezeichneter Neigungsmesser
den oberen Teil 22 des Anhängers des Folgezuges, um ein
Signal S zu liefern, das für
eine eventuelle Neigung des Anhängers
repräsentativ
ist.
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Man
versteht, daß nach
dem Prinzip der vorliegenden Erfindung die beiden Kästen 30 und 32 jeder
mit einer Wassermenge gefüllt
sind, die passend ist und es ermöglicht,
ein Rückführdrehmoment
zu erzeugen, um die Neigung des Anhängers auszugleichen, die durch
den Neigungsmesser 40 gemessen wird. Natürlich sind
bei Ruhe, d.h. wenn der Anhänger
in der Mittelebene PP' ist,
welche vertikal ist, die Kästen 30 und 32 mit
Flüssigkeit
zur Hälfte
gefüllt.
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Zunächst auf 4 bezugnehmend,
wird man eine vereinfachte Ausführungsform
der Flüssigkeitsversorgungskreisläufe der
Kästen 30 und 32 beschreiben.
Auf dieser Figur hat man eine Bearbeitungseinheit 42 dargestellt,
die das Neigungssignal S empfängt,
das von dem Neigungsmesser 40 geliefert wird und die Signale
N1 und N2, die durch
die Niveausensoren 38a und 38b geliefert werden,
die in den Kästen 30 und 32 angebracht
sind. In Abhängigkeit der
gemessenen Neigung wird die Zentraleinheit 42 Flüssigkeitspegel
N1 und N2 in den
beiden Kästen
erzeugen, um das passende Rückführdrehmoment
zu verwirklichen.
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In
dieser vereinfachten Ausführungsform kommt
die Flüssigkeit,
die vorzugsweise Wasser ist, durch die Hauptkanalisation 44 an.
Diese Leitung 44 speist einen Eingang 30a und 32a jeweils
der Kästen 30 und 32 mittels
Elektroventilen 48 und 50. Die Kästen 30 und 32 umfassen
auch eine Ausgangsöffnung 30b und 32b,
die jeweils mit den Austrittsleitungen 52 und 54 verbunden
ist, die jede mit einem Elektroventil 56 und 58 ausgerüstet sind.
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Man
versteht, daß in
dieser vereinfachten Ausführungsform
die Zentraleinheit 42 aus der Neigungsinformation S eine
Niveaudifferenz von N1 und N2 berechnet,
um das Rückführdrehmoment
auszuführen
und diese Niveaudifferenz dazu dient, die Elektroventile 48 und 50 zum
Füllen
oder die Elektroventile 56 und 58 zum Leeren der
Kästen
zu steuern, um jedes Niveau der gewünschten Niveaudifferenz anzupassen,
die der passenden Massedifferenz in den Kästen 30 und 32 entspricht,
um das Rückführdrehmoment
zu erzeugen.
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In
der 5 hat man ein perfektioniertes Ausführungsbeispiel
der Versorgungskreisläufe
der Kästen 30 und 32 dargestellt,
die wenigstens teilweise das Kühlen
der Flüssigkeit
sicherstellen, die im Wärmetauscher
der Tunnelfräse
zirkuliert. In dieser Ausführungsform
dienen die Kästen 30 und 32 daher, wie
es bereits erklärt
wurde, durch die Flüssigkeitsmassedifferenz,
die sie enthalten, dazu, das Rückführdrehmoment
zu erzeugen und sie dienen auch als Wärmetauscher, um wenigstens
teilweise die Kühlflüssigkeit
der Tunnelfräse
zu kühlen.
In diesem Kreislauf findet man als Vervollständigung eine Pumpe 46,
deren Eingang 46a mit einer ersten Leitung 60 verbunden
ist, die in die Austrittsöffnungen 30c, 32c der
Kästen 30 und 32 mit
Elektroventilen 62 und 64 mündet. Der Ausgang 46b der
Pumpe 46 ist mit einer Leitung 66 des Kühlkreislaufs
R der Tunnelfräse
verbunden. Jeder Kasten umfaßt
auch einen ersten Flüssigkeitseingang 30d, 32d,
der durch die Leitungen 68, 70 und 72 mit
einer äußeren Quelle
kalter Flüssigkeit
verbunden ist. Die Leitungen 70 und 68 sind mit
Elektroventilen 74 und 76 ausgerüstet. Die Austrittsleitung 78 des
Kühlkreislaufs
R der Tunnelfräse
ist durch die Leitungen 80, 82 und 84 mit
einer zweiten Eingangsöffnung 30e und 32e der
Kästen 30 und 32 verbunden.
Die Leitung 80 ist mit einem Temperatursensor 86 ausgerüstet und
die Leitungen 82 und 84 sind mit einem ersten
Elektroventil 88 mit einfachem Durchgang und einem Dreiwegeelektroventil 90 ausgerüstet. Das
Elektroventil 90 dient auch als Steuerung eines Ausgangsdurchsatzes
in der Leitung 92, die zum Äußeren des Anhängers hin
mündet,
um als allgemeine Flüssigkeitsaustrittsleitung
zu dienen.
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Außerdem sind
die Kästen 30 und 32 mit
Niveausensoren 38a und 38b ausgerüstet und
der Anhänger
ist mit seinem Neigungsmesser 40 ausgerüstet. Man findet auch eine
Zentralverwaltungseinheit 42 wieder, welche über ihre
Eingänge
das Signal S empfängt,
das von dem Neigungsmesser 40 geliefert wird, die Temperaturmessung
T, die von einem Temperatursensor 86 geliefert wird, und
die Niveaumessungen N1 und N2,
die von Niveausensoren 38a und 38b der Kästen 30 und 32 geliefert
werden. Die Ausgänge
der Zentralverwaltungseinheit 42 dienen dazu, die Elektroventile 62, 64, 74, 76 und 88 und 90 zu steuern.
Die Zentraleinheit dient auch dazu, den Steuerkreislauf 94 der
Pumpe 46 zu steuern.
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Bevor
im Detail die Funktion des Flüssigkeitskreislaufes
beschrieben wird, kann man in allgemeiner Weise sagen, daß, wenn
die Temperatur der Flüssigkeit,
die von dem Austauscher der Tunnelfräse durch die Leitung 78 kommt
unterhalb einem vorbestimmten Wert TR ist,
es diese Flüssigkeit
ist, die verwendet werden wird, um die Kästen 30 und 32 zu füllen, um
ein Rückführdrehmoment
zu erzeugen. Im Gegenzug, wenn die gemessene Temperatur T über der
Referenztemperatur TR ist, wird man die
kalte Flüssigkeit
verwenden, die durch die Leitung 72 ankommt, um die Niveaus
N1 und N2 einer
Flüssigkeit
in den Kästen 30 und 32 zu
regeln.
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Die
Referenztemperatur TR ist zum Beispiel gleich
40°C.
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Jetzt
wird die Funktion des Hydraulikkreislaufes beschrieben, der in der 5 dargestellt
ist. Wenn die Temperatur der Flüssigkeit,
die den Austauscher der Tunnelfräse
verläßt, gemessen
durch den Sensor 86, unter TR ist,
steuert die Zentraleinheit 42 die Öffnung des Elektroventils 88 und
steuert das Elektroventil 90 derart, daß der Eingang 30e des Kastens 30 mit
der Leitung 80 verbunden ist. Gleichzeitig werden die Elektroventile 74 und 76 geschlossen,
um den Flüssigkeitsdurchsatz
zu unterbrechen, der von der Kältequelle
durch die Leitung 72 kommt. In Abhängigkeit der Anzeigen des Neigungsmessers 40,
werden die Elektroventile 88, 90 und 62 und 64 gesteuert,
um eine Niveaudifferenz N1 und N2 in den Kästen zu erhalten, welche das
Rückführdrehmoment
erzeugen unter Zulassen eines passenden Flüssigkeitsdurchsatzes in den
Kästen 30 und 32,
um die Kühlung
der in dem Austauscher der Tunnelfräse zirkulierenden Flüssigkeit
sicherzustellen. Diese Zirkulation wird dank der Gegenwart der Pumpe 46 erhalten.
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Wenn
die Temperatur der den Austauscher R der Tunnelfräse verlassenden
Flüssigkeit,
gemessen durch den Sensor 86, über TR ist,
steuert die Zentraleinheit 42 das Schließen des
Elektroventils 88 und das in Verbindung setzen der Leitung 82 mit
der Leitung 92 durch das Ventil 90. In dieser
Konfiguration tritt die dem Austauscher R der Tunnelfräse verlassende
Flüssigkeit
direkt durch die Ausgangsleitung 92 aus. Das Regeln der
Niveaus N1 und N2 in
den Kästen 30 und 32 wird
dann aus der Quelle zur Versorgung an kalter Flüssigkeit erhalten, die mit
der Leitung 72 verbunden ist. Die Flüssigdurchsätze in den Kästen werden
derart geregelt, daß die
Pumpe 46 die Versorgung des Austauschers der Tunnelfräse R sicherstellen
kann und daß die
passende Niveaudifferenz in den Kästen 30 und 32 aufrechterhalten
wird, um die Erzeugung eines Rückführdrehmoments
sicherzustellen, das der Neigungsmessung entspricht, die durch den
Sensor 40 ausgeführt
wird. Diese Durchsätze
werden durch Steuerung der Elektroventile 74, 76 und 62 und 64 geregelt.
Die in der 5 dargestellten Leitungen sind
ebenfalls über
die 1 bis 3 verteilt.
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Es
versteht sich von selbst, daß man
den Rahmen der Erfindung nicht verließe, wenn der Anhänger mehr
als zwei Kästen
umfassen würde,
die entlang der Längsränder 34 und 36 des
Fahrgestells verteilt sind, wobei diese Kästen jeweils rechts und links
allgemein angesteuert werden wie es die Kästen 30 und 32 werden.
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Man
verließe
ebenfalls den Rahmen der Erfindung nicht, wenn das Regeln der Flüssigkeitsmassen,
die in den Kästen
vorliegen oder jeweils rechts und links des Fahrgestells des Anhängers verteilt sind,
nicht Hilfe von Niveaumeßvorrichtungen
in diesen Kästen
sondern mit Hilfe von Durchsatzmessungen geschieht. In diesem Fall
könnten
die Durchsatzsensoren auf Leitungen jeweils am Eingang und Ausgang
der Kästen
angebracht sein, um einen differentiellen Durchsatz den Phasen zur
Neigungskorrektur sicherzustellen und dann einen differentiellen
Nulldurchsatz, wenn die Neigungskorrektur erhalten wird, wobei der
Absolutdurchsatz dann derart geregelt wird, daß der Wärmetauscher der Tunnelfräse passend
gespeist wird.
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Das
System zum Erhalt der Horizontalität, das oben beschrieben ist,
rüstet
vorzugsweise den Anhängerkopf
aus. Die Ankopplung zwischen den Anhängern ist derart, daß das durch
die Behälter 30 und 32 des
Anhängerkopfes
erzeugte Rückführdrehmoment
auf die anderen Anhänger übertragen
wird.