DE6809016U - Raeum- und foerdereinrichtung zum grabenlosen verlagen von betonrohren - Google Patents

Description

Ingenieur : 3¹ Celle, den 9.7.1973

Werner Böse Hann.Heerstr. 37 G

Tel. O5H1/6175

Räum - und Fördereinrichtung zum grabenlosen Verlegen von Betonrohren

Die Erfindung bezieht sich auf eine Käum-und Fördereinrichtung zum grabenlosen Verlegen von betonrohren, wobei in einer Baugrube angeordnete Pressen die Betonrohre in das Erdreich drücken.

Zum grabenlosen Verlegen von Betonrohren in kohäsions= losem Lockergestein verwendet man Preßeinrichtungen, die von einer Baugrube ausgehend die Betonrohre nacheinander durch das Lockergestein hindurchpressen, wobei das vor Ort befind= liehe Lockergestein abgeräumt und durch die entstehende Be= tonröhre hindurch abtransportiert werden muß. Das Abräumen und Laden geschah dabei entweder manuell oder mittels einer in der Betonröhre verfahrbaren, von einem Bedienungsmann ^e= steuerten Vortriebsmaschine. Bei kleinen Betonrohrdurchmes= sern war der Bedienungsmann zur Verfügung stehende Kaum notwendigerweise beschränkt, so daß eine erhöhte Unfallgefahr bestand und der erforderliche Fluchtraum fehlte.

Der Erfindung liegt daher dio Aufgabe zugrunde, eine Räum - und Fördereinrichtung zu schaffen, welche diese ftach= teile nicht besitzt.

IeI lim wird dier-e Aufgabe dadurch, daß vor das erste :;e L onrohr eine Vortriebsmaschine gesetzt ist, welche ein dem betonrohr entsprechendes SchiJdrohr umfaßt, in dem ein Schräm=

inr, mit i'örderrohr und Schaufelrad angeordnet ist, das eine ebenfalls teilweise in das Schildrohr hineinragende i'örder= schnecke beschickt, die das abzufordernde Erdreich einem da= runterstehenden i'ö'rd erwäge η zuführt.

Das Schildrohr schützt Räum - und i'ördergeräte vor der äußeren Belastung und kann, gegen eine Verdrehung durch den Schrämring durch ausfahrbare Leitflügel gesichert werden, die in das Erdreich eindringen. Soll mit der Vortriebsmaschine ein größerer Durchmesser aufgefahren werden, wird auf das Schildrohr ein dem größeren Durchmesser entsprechender Preß= schuh gesetzt, der zwischen der äußeren Umfangsflache und dem Umfang des eigentlichen Schildrohres durch ein weiteres dünne= res Schildrohr abgedeckt wird, das das Schildrohr der Vortriebs= maschine konzentrisch umgibt und das sich mit dem einen Ende auf den Preßschuh abstützt.

Auf diese Weise können innerhalb eines bestimmten Ie= reiches verschieden große Durchmesser lediglich durch Wahl eines entsprechenden Preßschuhes aufgefahren werden. Das das eigentliche Schildrohr umgebende dünnere Schildrohr trägt auf seiner Innenseite Rippen, welche den (Jebirgsdruck auf das Schildrohr der Vortriebsmaschine übertragen.

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Die innerhalb dea Schildrohres liegende Räum - und Fördereinrichtung, bestehend aus Schrämring, Förderrohr und Schaufelrad, ist als eine Einheit ausgestaltet und drehbar gegen radialen und axialen Druck einmal in einer verschleiß= festen Buchse und in einem Kugeldrehkranz gelagert und an seinem inneren Ende mit einem Zahnkranz versehen, der mit je einem Ritzel eines Antriebsmotors kämmt. Über diese Antriebs= motoren kann die Vortriebsmaschine in ihrer Drehzahl in Ab= hängigkeit von der zu schrämenden G-ebirgsbeschaffenheit re = gelbar angetrieben werden. Die Antriebsmotore sind an einem Flansch befestigt, der in dem Schildrohr gelagert ist.

Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in der nachfolgenden Beschreibung beschrieben, die auf die Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, Bezug nimmt und in den Ansprüchen gekennzeichnet. In der Zeichnung stellen dar:

Fig. i einen Längsschnitt durch die eriindungsgeinäße Räum- und Fördereinrichtung mit Teilen in der Ansicht und perspektivischer Darstellung, Fig. 2 die Räum- und Fördereinrichtung in der Drauf= sieht mit aufgesetztem Preßschuh und Hilfe= schildrohr im Schnitt und Fig. 2a die Räum- und Fördereinrichtung ohne Preß=

schuh und Hilfsschildrohr,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Räum- und FÖrder= einrichtung und die Förderschnecke mit dem da= runterstehenden Förderwagen,

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Fig. 4 eine Ansicht in Richtung X auf das vordere Ende der Räum - und Fördereinrichtung bzw. in den Schrämring hinein,

Fig. 5 einen Schnitt auf der Linie V-V der Fig. 3, Fig. 6 einen Schnitt auf der Linie VI-VI der Fig.1, Fig. 7 eine Ansicht in Richtung dee Pfeiles VII

der Fig. 3 und

Fig. 8 eine Ansicht der Räum - und Fördereinrich= tung irit einer im Schnitt dargestellten Be= tonröhre und der Drehvorrichtung für die Förderwagen.

Die erfindungsgemäße Räum - und Fördereinrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, nämlich der Vor= triebsmaschine und einer Förderanlage, die beide in ihrer Ausgestaltung und Wirkungsweise aufeinander abgestimmt sind.

Die Vortriebsmaschine zur Herstellung des Tunnels, in den das Betonrohr hineingepreßt wird, umfaßt ein Schild= rohr 1 , das an seinem hinteren Ende einen Stützflansch 41 trägt, auf den die hydraulischen Steuerzylinder 35b, die sich wiederum gegen das vordere Ende des Betonrohres ab= stützen, einwirken* Vermittels dieser hydraulischer· Steuer= zylinder, von den eine Anzahl über den Umfang des Beton= rohres angeordnet ist, kann das Schildrohr 1 durch unter= schiedliche Druckmittelbeaufschlagung der Steuerzylinder gelenkt werden. Zum Schütze der Steuerzylinder gegen das umgebende Erdreich sind teleskopartig ineinandergreifende

Ringe 35 und 35a angeordnet, von denen der eine Ring 35 ^m Schildrohr angeordnet ist und der andere hing 35a sich an einem elastischem Glied 47 am vorderen inde des Betonrohree 46 abstützt. Innerhalb des Schildrohrec 1, etwa in der Mitte seiner Länge, ist ein Laufring 5a angeordnet, auf dem die Kugeln oder Rollen 5b eines Kugeldrehkranzes 5 laufen, gegen den sich der innerhalb des Schildrchres 1 liegende Schräm= ring 4 mit einer an seinem inneren Ende gebildeten Stufe 48 abstützt. Weiter vorn ist der Schrämring 4 in dem Schildrohr 1 in einer verschleißfesten Buchse 3 gelagert, die nach außen, d.h. zum Zwischenraum zwischen Schildrohrinnenwand und Schräm= kopf außenwand, der als Fettkammer dient, durch eine Abdich= tung 2 abgedichtet ist. Das vordere Ende des Schrämringes ist bei 49 kegelstumpfförmig ausgestaltet und auf der umschriebenen Kegelmantelfläche mit einer Vielzahl von Rippen 50 versehen, die über das vordere Ende des kegelstumpfförmigen Teiles, wie bei 51 dargestellt, hinausragen. Der hinter den Rippen 50 fol= gende Raum I des Schrämringes 4 stellt ein Förderrohr dar, in welchem der kohäsionslose Boden zu einem Schaufelrad 52 trans= portiert und auf diesem Weg, insbesondere, wenn es sich um nasse bzw. teilweise bindige Böden handelt, durch in dem For= derrohr angeordnete Messer 26, 27, 28, 29 abgeschält und zer= kleinert wird. Die am hinteren Ende des Schrämringes 4 an= geordnete Abstufung läuft zu einem Axialflansch 53 aus, der auf seiner Außenseite eine Verzahnung oder einen Zahnkranz 54 trägt.

Dieser Zahnkranz steht im Eingriff mit einem Kitzel 55 einec Antriebsmotors 56, der den Schrämring 4 in eine den Boden= Verhältnissen angepaßte Umdrehungszahl versetzen kann. ' ie aus Fig.5 hervorgeht, können mehrere Antriebseinrichtungen aus Kitzel und Antriebsmotor vorgesehen sein, die Vorzugs= weise in gleichweiten Abständen über den Umfang dec Zahn= kranzes 54 verteilt sind. Die Befestigung der Antriebsrnotore erfolgt an einem radialen Antriebsflansch 40, der innerhalb

Schi]drohres 1 hinter dem Radialflansch 5a gelagert ist«

Dieser Antriebsflausch. 40 dient außerdem zur Befesti= eung einer Anzahl von hydraulischen Zylindern 9, die sich mit ihren anderen Enden auf der Vorderseite eines Stützflansches 41 abstützen, dessen Rückseite von den Steuerzylindern 35b winklig verstellt wird. Wie ebenfalls Fig. 5 zeigt, können drei solcher hydraulischer Zylinder 9 über den Umfang des Antriebflansches 40 und des Stützflansches 41 verteilt sein«, Um den Antriebsflansch 40 und damit auch die hydraulischen Zylinder 9 pe^en Verdrehen zu sichern, sind zwei Stabili= sierungszylinder 3 zwischen dem Antriebsflansch 40 und dem otützflansch 41 angeordnet.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß durch djese Ausgestaltung; der Lchrämring 4 mit dem Kugeldrehkranz, dem Antriebsflansch 4 0 und den daran befestigten Antriebs= motoren ^ru> durch die hydraulischen Zylinder 9 in axialer i. : ::',unr innerhalb tief Schidrohres 1 ~^rCT~e schoben werden !".ι, .':".. L'ic hydraulischen Zylinder 9 sind an dem Antriebs = J J;ι^■^JIl '4 U uliu ΟΘιι; >_> C U υ δ, ±

10 uriG 11 befestigt.

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Um die hydraulischen Zylinder 9 und die Antriebsmoto= ren 56 gegen Verschmutzung und Beeinträchtigung durch das ab= gebaute Erdreich zu schützen, sind zwei im Querschnitt halb= kreisförmige unten in der Einrichtung liegende übereinander= fassende Schutzbleche 12 und 13 vorgesehen, die gegeneinander verschieblich sind und über eine elaeUsche Dichtung pegen= einander abgedichtet sind.

Das von dem Schaufelrad 52 hochgeförderte Erdreich fällt in eine förderschnecke ¹7> die über eine Welle 18 von einem Antriebsmotor 20 regelbar antreibbar ist und in einem, zylindrischen Gehäuse 16 untergebracht ist. Die Förderschnecke ist an beiden Gehäuseenden in Wälzlagern 19 und 19a gelagert. Das Gehäuse samt Förderschnecke ist mit seitlichen Flanschen 21 versehen, welche Laufrollen 22 tragen, die in horizontal= verlaufenden Schienen 23 laufen, welche an dem Antriebsflan.jch 40 befestigt sind. Beim Vorschub des Schrämringes 4 niit dem Schaufelrad 52 macht die Förderschnecke diese Bewegung mit, da die Schienen 23 auf Stützrollen 25 laufen, welche ihrer= seits an Aufhängevorrichtungen 24 gelagert sind, die am Schildrohr befestigt sind.

Das vordere Ende des Gehäuses 16 der Förderschnecke ist zu einem Aufgabetrichter 42, in den das Schaufelrad hin= ein entleert» ausgestaltet.

Ein etwa halbzylindrisch ausgestalteter Förderwagen mit Anhängevorrichtung 15 ist in seinem hinteren Bereich mit zwei um 90° drehbaren Spurrädern 31» die in einer Führungs= bahn 45» welche in das Betonrohr gelegt ist, geführt und wird gegen seitliches Kippen von zwei um 90^υ bzw. 180^υ drshbaren

Stützrädern 30, die sich gegen die Innenwand des Beton= rohres abstützen, gehalten und verfahren.

An einer von der Räum - und Fördereinrichtung ab.= gelegenen Stelle im bereits verlegten Betonrohr ist eine Förderwagendreheinrichtung 38 angeordnet, welche jeweils einen Förderwagen aus seiner Betriebsstellung unter die Decke des Betonrohres hochdreht, wie in Fig. 8 bei 37 dar= gestellt. Auf dieye Weise kann, der von der Fördereinrichtung zurückfahrende gefüllte Förderwagen 14 zur Baugrube gelangen, worauf der hochgedrehte Förderwagen 37 in seine Betriebs= stellung zurückgedreht und zur Förderschnecke gefahren wird. Der dann von der Baugrube zurückkommende geleerte Förde.r= wagen wird bis zur Dreheinrichtung 38 vorgefahren und dort, wie oben beschrieben, unter die Decke des Betonrohres hoch= gedreht.

Die Steuereinrichtung zur Steuerung der Richtung der zu verlegenden Betonrohre umfa.Rt an sich bekannte Steuer= zylinder 35b, welche zwischen dem Schildrohr 1 und dem Beton= rohr 46 fest verschraubt eingebettet liegen. Der Zwischen= raum zwischen Schildrohr 1 und Betonrohr 46 wird durch zwei Schild - oder Schutzrohre verschiedenen Durchmessers, die teleBkopartig ineinandergreifen und winklig verstellbar gegen die Ortsbrust sind, abgedeckt, und jeweils eins dieser Schutzrohre ist an dem Schildrohr 1 bzw. unter Zwischen= schaltung eines elastischen Gliedes 4⁷ an dem Betonrohr befestigt. Durch entsprechende Druckbeaufschlagung der hydraulischen Steuerzylincier 35b läßt sich das Schildrohr

in gewünschter Weise lenken.

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Um gegebenenfalls zu verhindern, daß das Schildrohr 1 bei der Rotation des Schrämringes 4 mitgenommen wird, sind in dem Schildrohr 1 vorzugsweise durch Schlitze ausfahrbare Leitbleche 32 angeordnet, die in axialer Richtung verlaufen und nach dem Ausfahren in das Erdreich eindringen und so das Schildrohr 1 gegen eine Verdrehung oder Rotation sichern.

Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Räum - und Fördereinrichtung gestaltet sich wie folgt. Las Schildrohr 1 mit dem Schrämring 4 der Antriebs- und Vorschubeinrichtungen 56 und 9 sowie der Förderschnecke 16, 17 wird von der Baugrube aus mittels einer in der Baugrube eingebauten Preßeinrichtung in den Boden gedrückt. Gleichzeitig wird der Schrämring 4 in Umdrehung versetzt, so daß er den kohäsionslosen Boden über das Förderrohr I und Förderschnecke 16, 17 abfördert. Die Förderschnecke entleert in den Förderwagen 14, und zwar uer= art, daß der Förderwagen zunächst an seinem hinteren linde be =

[;; ginnend gefüllt und dabei langsam entsprechend der Füllung an=

\\ ter dem Förderrohr vermittels einer haspel oder anderer rl in=

|: richtungen, je nach Füllung, zur Baugrube hingezogen wird, bis

p er vollständig gefüllt und herausgezogen wird. Wenn der Förder:

wagen die Förderschnecke verlassen hat, erfolgt kein Vortrieb.

j Der bereitstehende zweite Förderwagen oder der unter der Decke

f des Betonrohres hängende Förderwagen 3 7 wird dann vermittels

der Dreheinrichtung 38 in seine Betriebsstellung nach unten

_: gedreht und zur Förderschnecke vorgefahren. Der unterbrochene

: Vortrieb wird fortgesetzt und der Förderwagen über die Fördei-

f schnecke mit dem abgebauten Erdreich, wie oben beschrieben,

% beladen. Der weitere Arbeitsgang gestaltet sich dann wie oben

f bereits beschrieben.

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jic im Auftreten von Störungen an der Ortöbrust können mit wenigen Hcinderrif f en i< öraerwagen und förderschnecke zu= rückrozogen und die besser aus dem Förderrohr I ausgebaut werden, so daß ein freier Zugang zum Ütörungsl'eld ermöglicht i t5 "L. Beim Einbruch von wäßi'igen odei¹ fließenden Böden kann das i' öraerrohr I abgedichtet und Druckluft oder bodenver= festigende Mittel zugeführt werden.

Claims (16)

'-11- ■ ' Ό Allsprüche

1. Räum - und Fördereinrichtung zum grabenlosen Verlegen von Betonrohren, wobei in einer Baugrube angeordnete Pressen die Betonrohre in das Erdreich drücken, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Schildrohr (1) ein mit Förderrohr (I) und Schaufelrad (52) versehener Schräm= I ring (4) axial verschieblich gelagert ist, der an seinem hinteren Ende durch Antriebsmotortn (56) angetrieben ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrämring (4) an seinem vorderen Ende kegelstumpf= förmig ausgestaltet ist und auf der Kegelstumpfinnen= fläche Rippen (50) trägt, die über sein vorderes Ende hinausragen (51) und das sich anschließende Förderrohr (I) auf seiner Innenfläche schraubenlinienförmig mit ra= dial angeordneten auswechselbaren Messern (26, 27, 28, 29) versehen ist, an die sich ein Schaufelrad (52) an= schließt.

3. Einrichtung und Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wirkraum des Schaufelrades (52) eine Förder= schnecke (16, 17) hineinragt, die an ihrem Schaufelrad liegenden Aufnahmeende mit einem Aufgabetrichter (42) versehen ist.

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4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich= net, daß das hintere Ende des Schrämringes (4) mit einer· Abstufung (48) und einem sich daran anschließenden mit

einem Zahnkranz (54) versehenen Axialflansch (53) ver= sehen ist, der mit einem Ritzel des Antriebsmotors (56) kämmt.

5» Einrichtung nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekenja= zeichnet, daß die Stufe (48) bzw. die sich dadurch bil= dende radiale Ringfläche ein Widerlager des Schrämringes (4) bildet, das sioh auf einen Kugeldrehkranz (5) ab= stützt, der sich seinerseits auf einen flansch (40) ab= stützt, der die Antriebsmotoren (56) trägt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Plansch (40) gleitbar in dem Schildrohr(1) ge= lagert und.durch hydraulische Zylinder - und Kolbenein= richtungen (9) beaufschlagt ist, welche sich wiederum auf einen radialen Stützflansch (41) abstützen, der am hinteren Ende des Schildrohres angeordnet ist und als Widerlager für Steuerzylinder (35b) dient.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im erweiterten Falle auch hydraulische Zylinder und Kolbeneinrichtungen als Steuerzylinder verwandt werden und die Steuerzylinder (35b) dann entfallen.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 "bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß zur Verhinderung einer Rotationsbewegung des Schildrohres (1) durch Mitnahme durch den Schrämri-g (4) ausfahrbare axial verlaufende Leitbleche (32) am Uchild= rohr (1) angeordnet sind, die in das umgebende Erdreich eindringen.

9. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Flansch (40) und dem Stützflansch (41) Stabilisierungszylinder (8) angeordnet sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Forderschnecke ( 16, 17 ) seitlich Flansche (21) träst, c.n denen Laufrollen (22) gelagert sind, die in Schienen 23 laufen, die fest mit dein Flansch (40) ver= "bunden sind und dessen Bewegung mitmachen und auf Stütz = rollen (25) abgestützt sind, die an Aufhängevorrichtungen

(24) gelagert sind, welche am Schildrohr (1) befestigt sind»

11. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeich= net, daß die in der unteren Hallte des Schildrohres (1 ) liegenden Antriebsmotoren (56) und Hydraulikzylinder (9) Qi'T-ch ://^:ei darüberliegende halbkreisförmige, srsgenein= a.der bewegliche und gegeneinander durch eine Lichtung arjged.icht.Gte bleche (12 und 13; abgedeckt sind.

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12. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekenn= zeichnet, daß die an sich bekannten hydraulischen Steuerzylinder (35b), die die Vortriebsrichtung des Schildrohres (1) bestimmen, durch teleskopartig in= einandergreifende Druckkäfige (35 und 35a) abgedeckt sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekenn= zeichnet, daß die Förderschnecke (16, 17) daß abge= förderte Erdreich in einen im Querschnitt halbzylin= drischen Förderwagen (14) fördert, der unter der Förderschnecke im Betonrohr verfahrbar ist und unter seiner hinteren Hälfte mit Spur- (31) und Stützrädern (30) versehen ist»

14. Einrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet,, daß der Bereich des Förderwagens, unter dem die Stütz- und Spurräder angeordnet sind, gewichtsmäßig so aus= gestaltet ist, daß er dem nicht unterstützten Teil des Förderwagens das Gleichgewicht hält.

15. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekenn= zeichnet, äaß zum Auffahren größerer Durchmesser auf das Schildrohr (1) ein Preßschuh aufsetzbar ist, der dem größeren Durchmesser entspricht und der entsstan= dene D^rchmesBerunterschied zwischen l'reßschuh und Schildrohr 0) durch ein auf daa Schildrohr aufgesetztes,

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auf seiner Innenseite mit Rippen (33a) versehenes Hilf sschü? irohr (33) überbrückt ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 15» dadui^ch gekenn= zeichnet, daß für den tförderwagenwechael eine Förder= wagendreheinrichtung (38) im Betonrohr (46) installiert ist.

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