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Die Erfindung betrifft eine Tiefbaumaschine mit einem Trägergerät, einem Mäkler, welcher eine Linearführung für einen Arbeitsschlitten aufweist und an dem Trägergerät gelagert ist, einem Arbeitsschlitten, welcher verschiebbar entlang des Mäklers geführt ist, und ein Hubseil, welches zum Verschieben insbesondere zum Heben, des Arbeitsschlittens entlang des Mäklers an dem Arbeitsschlitten angebracht ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Betreiben einer Tiefbaumaschine, insbesondere zur Durchführung mit einer erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine, mit einem Trägergerät, einem Mäkler, welcher eine Linearführung für einen Arbeitsschlitten aufweist und an dem Trägergerät gelagert ist, einem Arbeitsschlitten, welcher verschiebbar entlang des Mäklers geführt wird, und einem Hubseil, welches zum Verschieben, insbesondere zum Heben des Arbeitsschlittens entlang des Mäklers an dem Arbeitsschlitten angebracht ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15.
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Tiefbaumaschinen und Tiefbauverfahren, welche längliche Bodenbearbeitungswerkzeuge, etwa sogenannte Bohrschnecken, Bohreimer oder Bodenmischwerkzeuge, oder Rammgeräte verwenden, sind seit langem etwa zur Erstellung von Gründungselementen im Einsatz, beispielsweise zum Bilden von Gründungspfählen oder Bohrpfahlwänden. Derartige Bodenbearbeitungswerkzeuge können eine Länge von mehreren Metern, beispielsweise bis zu 20 Metern und mehr aufweisen. Zur höhenverstellbaren Lagerung der Bodenbearbeitungswerkzeuge ist üblicherweise ein Arbeitsschlitten vorgesehen, der an einem Mast der Tiefbaumaschine an Führungen geführt und mittels eines Hubseils am Mast vertikal gehalten wird. Zum Heben und Senken des Arbeitsschlittens, an dem üblicherweise auch der Bohrantrieb zum rotierenden Antreiben des Bohrwerkzeuges angeordnet ist, wird etwa eine Seilwinde verwendet, die eine Kraft über das Hubseil an den Arbeitschlitten überträgt.
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Im Bereich des Tiefbaus sind die verwendeten Stahlseile im laufenden Betrieb üblicherweise hohen Belastungen und einem starken betriebsbedingten Verschleiß ausgesetzt. Selbst bei regelmäßiger Kontrolle und rechtzeitigem Austausch der Seile kann ein Seilbruch nicht vollständig ausgeschlossen werden. Da der Arbeitsschlitten mit angebauter Ausrüstung, insbesondere dem Bohrantrieb mit einem Getriebe und häufig mehreren Hydraulikmotoren, ein Gewicht bis zu mehreren Tonnen haben kann, besteht bei einem Bruch des Vorschubseils und dem damit verbundenen Abfallen des Arbeitsschlittens ein erhebliches Schadensrisiko. Insbesondere auch für die umgebenden Arbeiter, die sich regelmäßig im Gefahrenbereich, beispielsweise zum Anbau von Bohrrohren oder zum Wechsel von Verschleißteilen an der Tiefbaumaschine aufhalten können, besteht ein hohes Verletzungsrisiko. Gleichfalls können durch das Abfallen des Arbeitsschlittens erhebliche Sachschäden bis hin zum Totalschaden des Arbeitsschlittens und weiterer Komponenten an der Tiefbaumaschine entstehen.
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Im Bereich von Pendelseilbahnen ist es bekannt, Tragseilbremsen für den Fall eines Seilbruchs des Zugseils vorzusehen. Tragseilbremsen sind üblicherweise mittels einer Feder und/oder dem Kabinengewicht vorgespannt und klemmen sich nach erfolgter Auslösung am Tragseil fest. Derartige Systeme haben sich als zuverlässig bewährt, und sind aber speziell für den Einsatz bei Pendelseilbahnen entwickelt und ausgelegt, die an einem oder mehreren gespannten Drahtseilen hängen und über ein Zugseil gezogen werden.
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Außerdem ist die Gefahr eines Hubseilrisses aus dem Bereich von Baukranen bekannt, wobei hier üblicherweise auf Sicherheitsfunktionen, die die Last im Falle eines Seilbruchs halten können, verzichtet wird. Um Unfälle zu vermeiden, ist das Seil daher besonders strengen Kontrollen unterworfen und muss in regelmäßigen Abständen geprüft werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tiefbaumaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Tiefbaumaschine anzugeben, bei welchen ein besonders sicherer Arbeitsbetrieb erreicht werden kann.
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Die Aufgabe wird zum einen durch eine Tiefbaumaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen durch ein Verfahren zum Betreiben einer Tiefbaumaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Tiefbaumaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Erfassungseinrichtung angeordnet ist, welche zum Erfassen eines Seilbruchs des Hubseils ausgebildet ist, dass mindestens eine Bremseinrichtung angeordnet ist, welche zum Abbremsen und Halten des Arbeitsschlittens am Mäkler ausgebildet ist und dass eine Steuereinrichtung vorgesehen und dazu ausgebildet ist, bei einem erfassten Seilbruch des Hubseils durch die Erfassungseinrichtung die Bremseinrichtung zu aktivieren, um den Arbeitsschlitten abzubremsen und/oder anzuhalten.
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Eine Grundidee der Erfindung besteht darin, einen Seilbruch des Hubseils einer Tiefbaumaschine zu erfassen und darauf aufbauend Gegenmaßnahmen einzuleiten, um ein ungebremstes Abfallen des Arbeitsschlittens einer Tiefbaumaschine zu verhindern. Dies wird dadurch erreicht, dass eine Erfassungseinrichtung an der Tiefbaumaschine vorgesehen ist, mit der ein Bruch des Drahtseils, an dem der Arbeitsschlitten befestigt ist, erfasst wird. Auf diese Weise kann ein Bruch des Drahtseils bereits im Moment des Reißens frühzeitig detektiert werden, etwa durch Erfassen bestimmter Seilparameter und Kräfte, wobei der Arbeitsschlitten noch nicht übermäßig beschleunigt ist. Dies ermöglicht neben der frühzeitigen Einleitung von Notmaßnahmen die dauerhafte Überwachung des Hubseils und somit einen besonders sicheren Betrieb.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, eine spezielle Bremseinrichtung an der Tiefbaumaschine vorzusehen, mit der eine unkontrollierte Abwärtsbewegung des Arbeitsschlittens, insbesondere beim Reißen des Hubseils, verhindert werden kann. Auf diese Weise kann die Geschwindigkeit des Arbeitsschlittens reduziert werden, wobei der Arbeitsschlitten möglichst rasch zum Stillstand kommt oder mit einer unkritischen Geschwindigkeit einen unteren Endanschlag am Mäkler kontaktiert. Gegenüber einer ungebremsten Fallbewegung des Arbeitsschlittens kann so ein erheblicher Sachschaden, insbesondere am Arbeitsschlitten mit einem kostenintensiven Bohrantrieb selbst, aber auch am Trägergerät und dem Mäkler vermieden werden. Ebenso wird das umgebende Bedienpersonal vor Verletzungen geschützt und somit ein besonders sicherer Betrieb gewährleistet. Die Abbremsung des Arbeitsschlittens mit der Bremseinrichtung erfolgt dabei so, dass beim Abbremsen möglichst keine wesentlichen Schäden an der Tiefbaumaschine, insbesondere an der Linearführung des Mäklers durch übermäßige Abbremskräfte, auftreten. Es kann ein besonderes effizienter und materialschonender Abbremsvorgang erzielt werden. Die Abbremseinrichtung ist vorzugsweise an dem Arbeitsschlitten angeordnet.
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Ein zusätzlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, einen Seilbruch zu detektieren und daraufhin unmittelbar die Bremseinrichtung zu aktivieren, um so den Aufbau größerer Fallgeschwindigkeiten des Arbeitsschlittens zu verhindern. Mit anderen Worten wird die Bremseinrichtung möglichst direkt nach dem Reißen des Hubseils und dem diesbezüglichen Erfassen durch die Erfassungseinrichtung aktiviert. Hierzu wird eine spezielle Steuereinrichtung verwendet, die die Bremseinrichtung zum Aktivieren ansteuert, wenn die Erfassungseinrichtung einen Seilbruch detektiert. Die Steuereinrichtung erfolgt automatisiert so, dass die Bremseinrichtung besonders schnell aktiviert wird, was bei einer manuellen Steuerung der Bremseinrichtung, etwa bei einer Überwachung durch das Bedienpersonal kaum möglich ist. Auf diese Weise werden die an der Bremseinrichtung und dem Mäkler auftretenden Kräfte auf ein Minimum reduziert, was die Konstruktion vereinfacht und die Sicherheit sowie Wirtschaftlichkeit der Tiefbaumaschine erhöht.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Abfalls einer Seilspannung des Hubseils ausgebildet ist. Die Erfassungseinrichtung kann insbesondere als Tensiometer zum Erfassen eines Abfalls eines Seilspannung des Hubseils ausgebildet sein, wobei das Hubseil ausgelenkt wird und aus dem Weg und der benötigten Kraft die Spannung berechenbar ist. Die Erfassungseinrichtung kann dabei insbesondere zum Messen eines Schwellwertes einer Mindestseilkraft ausgelegt sein. Eine besonders zweckdienliche Ausgestaltung der Erfassungseinrichtung besteht darin, dass eine kleine Seilrolle federbelastet gegen das Vorschubseil drückt, wobei die Seilrolle derart ausgestaltet ist, bei Wegfall der Seilkraft einzuschwenken und einen elektrischen Schalter zu betätigen. Alternativ zur Betätigung eines elektrischen Schalters kann die Betätigung eines hydraulischen Ventils oder eine mechanische Auslösung der Bremseinrichtung vorgesehen sein. Auf dieser Weise wird eine besonders effiziente und zuverlässige Erfassung eines Seilbruchs des Hubseils gewährleistet.
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Allgemein kann die Erfassungseinrichtung beliebig, insbesondere hydraulisch, elektronisch, optisch oder mechanisch ausgebildet sein und vielfältig an der erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine angeordnet sein. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Kraft an den Umlenkrollen, insbesondere mit einem Messbolzen oder zum Erfassen einer Kraft an dem Arbeitsschlitten ausgebildet ist. Durch das Ausbilden der Erfassungseinrichtung als Messbolzen kann eine besonders einfache Erfassung eines Seilbruchs erreicht werden, da hier keine wesentlichen konstruktiven Anpassungen an der Tiefbaumaschine erforderlich sind. Zweckdienlich ist es weiter, bereits vorhandene Bolzen durch Messbolzen auszutauschen. Die Krafterfassung beruht hierbei im Wesentlichen auf der Messung eines Widerstandes eines Dehnmessstreifens. So kann eine hohe Genauigkeit bei einer hohen Abtastrate erzielt werden. Die Umlenkrollen können insbesondere an einem oberen Ende des Mäklers angeordnet sein. Alternativ oder ergänzend dazu kann die Erfassungseinrichtung auch an einer Einscherung an dem Arbeitsschlitten (Seillasche) erfolgen. Insgesamt kann die Seilerfassung durch Ausbilden der Erfassungseinrichtung mit einem Messbolzen besonders präzise an verschiedenen Stellen der erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine erfolgen.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, dass die Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Leitfähigkeit des Hubseils ausgebildet ist. Die Erfassungseinrichtung kann insbesondere zum Erfassen einer optischen und/oder elektrischen Leitfähigkeit des Hubseils ausgebildet sein. Vorteilhaft ist es, wenn dabei die Leitfähigkeit des Hubseils kontinuierlich erfassbar ist. Das Hubseil kann hierzu insbesondere einen integrierten Lichtwellenleiter oder einen zusätzlichen elektrischen Leiter, etwa zur Datenübertragung aufweisen. Die Erfassungseinrichtung kann insbesondere auch zum Erfassen eines elektrischen Widerstandes des Hubseils, etwa eines Drahtseils, ausgebildet sein. Die Erfassungseinrichtung kann dabei so ausgestaltet sein, dass bei Erreichen eines Grenzwertes, etwa einer Seilspannung, einer Kraft oder Leitfähigkeit ein elektrischer, hydraulischer und/oder mechanischer Aktionsbefehl zum Aktivieren der Bremseinrichtung ausgebeben wird. Hierdurch kann ein besonders sicheres und präzises Einleiten eines Bremsvorgangs gewährleistet werden.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Druckes eines Spannzylinders ausgebildet ist, wobei der Seilspannzylinder zum Anpassen einer Seilspannung des Hubseils vorgesehen ist. Zweckdienlich ist es hierbei, wenn die Erfassungseinrichtung als elektrischer Drucksensor zum Erfassen eines Druckes eines Seilspannzylinders ausgebildet ist, wobei der Drucksensor zum Erfassen eines Druckabfalls des Seilspannzylinders vorgesehen ist. So kann eine besonders kostengünstige Seilerfassung realisiert werden.
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Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung elektronisch, mechanisch, hydraulisch und/oder als Teil einer Steuerung der Tiefbaumaschine zum direkten Ansteuern der Bremseinrichtung ausgebildet ist. Die Steuereinrichtung kann mit der Erfassungseinrichtung und/oder der Bremseinrichtung in elektronsicher, mechanischer und/oder hydraulischer Verbindung stehen. Vorteilhaft ist es hierzu insbesondere, wenn die Steuereinrichtung zur Ausgabe elektronischer, mechanischer und/oder hydraulischer Steuerbefehle an die Bremseinrichtung ausgebildet ist. Hierdurch kann eine besonders effiziente und schnelle Ansteuerung der Bremseinrichtung sichergestellt werden. Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn die Erfassungseinrichtung, die Bremseinrichtung und die Steuereinrichtung zum Austausch elektronischer Signale leitungsverbunden sind.
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Um die Sicherheit der Tiefbaumaschine zu erhöhen, kann es grundsätzlich zweckmäßig sein, dass die Steuereinrichtung zur Ausgabe von Warnhinweisen bei einem erfassten Seilbruch des Hubseils, etwa akustischer oder optischer Signale, ausgebildet ist. Dies kann zur Erhöhung der Sicherheit des Bedienpersonals beitragen.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Tiefbaumaschine als ein Bohrgerät, ein Rammgerät, ein Rüttelgerät oder ein Schlitzwandgerät, insbesondere eine Schlitzwandfräse oder ein Schlitzwandgreifer, mit mindestens einem Bearbeitungswerkzeug ausgebildet ist, wobei das mindestens eine Bearbeitungswerkzeug verschiebbar an dem Mäkler gelagert ist. Auf diese Weise ist das Bearbeitungswerkzeug ja nach Bedarf höhenverstellbar gelagert und flexibel einsetzbar. Ebenso kann die erfindungsgemäße Tiefbaumaschine durch eine derartige Ausgestaltung für besonders vielfältige Einsatzbereiche verwendet werden. Hierbei wird die Sicherheit des umgebenden Bedienpersonals erhöht und das allgemeine Betriebsrisiko reduziert.
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Nach einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bremseinrichtung mit einer, vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren, ein- oder zweiseitigen Backenbremse an dem Arbeitsschlitten zum Erzeugen einer Spannkraft an einer Bremsschiene ausgebildet ist, wobei die Bremsschiene parallel zum Mäkler verläuft. Auf diese Weise kann der vertikal verschiebbar an dem Mäkler gelagerte Arbeitsschlitten im Falle eines Seilbruchs besonders effizient abgebremst werden. Ebenso kann die Bremseinrichtung mit der Bremsschiene und der Backenbremse relativ einfach und gewichtssparend an der Tiefbaumaschine ausgebildet werden. Es ist hierbei vorteilhaft, wenn die Bremseinrichtung mit einem Schwimmsattel zur schwimmenden Lagerung ausgebildet ist. Hierdurch kann ein besonders effizientes Abbremsen erreicht werden. Die kinetische Fallenergie kann dabei insbesondere durch Reibung in thermische Energie umgesetzt und abgebaut werden. Grundsätzlich können auch federvorgespannte Bremsbacken vorgesehen sein, welche im Normalbetrieb verriegelt sind und die Verriegelung bei Seilbruch gelöst wird, um ihre Bremswirkung zu entfalten.
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Alternativ oder ergänzend dazu kann die Bremseinrichtung als mindestens eine Fangvorrichtung ausgebildet sein, wobei die mindestens eine Fangvorrichtung, insbesondere zwei Fangvorrichtungen, an dem Arbeitsschlitten vorgesehen ist und eine axial an dem Mäkler verlaufende Führungsschiene umfasst. Vorteilhaft ist es hierbei, wenn zum Erzeugen einer Spannkraft an der Führungsschiene die Fangvorrichtung mechanisch auslösbar ist, wobei Bremsbeläge gegen die Führungsschiene drücken. So kann eine relativ einfache und zuverlässige Ausführung der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung realisiert werden.
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Nach einer Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Bremseinrichtung mit mindestens einer Sperrklinke an dem Arbeitsschlitten ausgebildet ist, wobei die Sperrklinke mit einer Feder in einem Gegenstück an dem Mäkler drückbar ist. Als Gegenstück können etwa eine Zahnstange oder einzelne Flacheisen vorgesehen sein, wobei die Flacheisen insbesondere horizontal mit einem Abstand von etwa 10 cm an dem Mäkler angeordnet sind. Da die Sperrklinke im Stillstand und während einer Aufwärtsbewegung des Arbeitsschlittens dauerhaft durch die Feder in die Verzahnung gedrückt wird, kann eine besonders geringe Auslöseverzögerung der Bremseinrichtung sichergestellt werden. Insbesondere bei einem Seilbruch während einer Aufwärtsbewegung des Arbeitsschlittens kann so ein besonders sicheres Abbremsen des Arbeitsschlittens erreicht werden.
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Nach einer besonders zweckdienlichen Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass eine zusätzliche Seilwinde an der Tiefbaumaschine ausgebildet ist, wobei ein Seil der Seilwinde über ein oberes Ende des Mäklers geführt und an dem Arbeitsschlitten befestigt ist. Die Erfassungseinrichtung kann dabei zum Erfassen der Drehzahl einer Seilwinde des Hubseils und zum Erfassen der Drehzahl der zusätzlichen Seilwinde ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, bei einer erfassten Drehzahldifferenz oder einer erfassten Änderung der Drehzahldifferenz zwischen der Hubseilwinde und der zusätzlichen Seilbwinde durch die Erfassungseinrichtung die zusätzliche Seilwinde zum Abbremsen und Halten des Arbeitsschlittens am Mäkler, insbesondere durch eine kontrollierte Reduktion der Drehzahl der zusätzlichen Seilwinde, anzusteuern. Mit anderen Worten kann somit ein Seilbruch des Hubseils durch die Drehzahldifferenz oder der Änderung der Drehzahldifferenz der zusätzlichen Seilwinde und der Hubseilwinde festgestellt werden. Ein wesentlicher Vorteil besteht dabei darin, dass im Falle eines Hubseilbruchs keine zusätzlichen Schäden an der erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine auftreten und nur wenige Bauteile, wie etwa das Zusatzseil, getauscht werden müssen. Das Zusatzseil kann vorzugsweise von der zusätzlichen Seilwinde am Mastrücken zum Mastkopf verlaufen und dort mit zwei Umlenkrollen umgelenkt werden, dann zur Einscherung an den Arbeitsschlitten verlaufen und anschließend an den Mäklerkopf zurückgeführt werden.
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Die zusätzliche Seilwinde kann insbesondere als Seilwinde mit einem mehrstufigen Planetengetriebe oder als Freifallwinde zum schnellen Absenken des Seils ausgebildet sein und vorzugsweise am Mastrücken, am Mastkopf, am Oberwagen oder am Arbeitsschlitten gelagert sein. Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn die Zusatzwinde mittig am Mastrücken gelagert ist.
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Alternativ zu der zusätzlichen Seilwinde kann ein zusätzliches Sicherheitsseil an der Hubseilwinde zum Halten des Arbeitsschlittens am Mäkler im Falle eines Bruchs des Hubseils ausgebildet sein. Das zusätzliche Sicherheitsseil wird durch den Arbeitsschlitten hindurchgeführt, wobei die Bremseinrichtung ausgebildet ist, im Falle eines Aktivierens durch die Steuereinrichtung die Abwärtsbewegung mit einer Bremse an dem zusätzlichen Sicherheitsseil abzubremsen. Auf diese Weise kann auf eine zusätzliche Seilwinde verzichtet werden und somit eine relativ einfache Absturzsicherung realisiert werden.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht insbesondere auch darin, dass die Bremseinrichtung ohne Zusatzwinde mit einem Seil und einer federgespannten Trommel ausgebildet ist, wobei bei einem erfassten Seilbruch die federgespannte Trommel gebremst wird und so ein Abfallen des Arbeitsschlittens verhindert wird. Hierdurch kann die Bremseinrichtung besonders einfach und kostengünstig realisiert werden.
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Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Bremsschiene mit einem L-förmigen oder einem T-förmigen Profil ausgebildet ist. Hierdurch kann der Arbeitsschlitten im Falle eines Seilbruchs besonders effizient mit der Backenbremse abgebremst werden. Es ist zweckdienlich, dass eine derart ausgestaltete Bremsschiene zumindest teilweise, vorzugsweise an zwei Seiten von der Backenbremse zum Erzeugen einer Spannkraft, umfasst ist. Vorteilhaft ist es außerdem, wenn ein Teil der Bremsschiene mit dem L-förmigen oder dem T-förmigen Profil senkrecht zum Erzeugen einer Spannkraft am Mäkler hervorsteht.
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Nach einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bremsschiene als Teil des Mäklerprofils oder lösbar am Mäkler ausgebildet ist. Grundsätzlich kann dabei die Bremsschiene auch als Führung zum vertikalen Verschieben des Arbeitsschlittens am Mäkler ausgebildet sein. Die Bremsschiene kann insbesondere als Vierkantrohr mit einem Hohlprofil mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sein. Die Bremsschiene kann ebenso mit zwei Vierkanthohlprofilen mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sein, die der Länge nach verschweißt sind. Der entstehende Querschnitt enthält einen Steg, der bei minimalem Gewicht hohe Druckkräfte aufnehmen kann.
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Um möglichst hohen Belastungen standzuhalten ist es vorteilhaft, wenn zumindest ein Teil, insbesondere in einem unteren Mäklerbereich der Bremsschienen als Vollprofil ausgebildet ist. Die Bremsschiene kann vorzugsweise zum Anbringen an bereits bestehende Tiefbaumaschinen, etwa mit einer zusätzlichen Schweißverbindung, ausgebildet sein. Hierdurch kann das erfindungsgemäße Bremssystem auch an bereits produzierten Tiefbaumaschinnen nachgerüstet werden, um so die Sicherheit zu erhöhen.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, dass das Hubseil als ein oberes Vorschubseil ausgebildet ist, wobei das obere Vorschubseil den Mäkler an einem oberen Ende umläuft. Das Vorschubseil kann insbesondere als gewickeltes Drahtseil ausgebildet sein und den Mäkler über zwei Umlenkrollen an einem Mäklerkopf umlaufen. Zweckdienlich ist es, wenn das Vorschubseil mit einem Seilspannzylinder spannbar ist, um die nötige Seilspannung zum Betrieb der erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine zu erreichen. Auf diese Weise kann der Arbeitsschlitten besonders effizient entlang des Mäklers gehoben und gesenkt werden, wobei das Gewicht des Arbeitsschlittens im Wesentlichen von dem oberen Vorschubseil gehalten wird.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zu dem oberen Vorschubseil ein unteres Vorschubseil vorgesehen ist, wobei das untere Vorschubseil den Mäkler an einem unteren Ende umläuft und mit dem oberen Vorschubseil zum Erzeugen einer Vorschubkraft des Arbeitsschlittens ausgebildet ist. Es ist bevorzugt, dass sowohl das obere Vorschubseil als auch das untere Vorschubseil zwei separate Seile sind und am Grundschlitten jeweils einfach eingeschert sind. Hierdurch kann am Grundschlitten die doppelte Seilkraft als Vorschubkraft benutzt werden. Insgesamt kann so eine besonders große Vorschubkraft, etwa zum Erstellen eines Lochs im Boden, erzeugt werden.
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Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung besteht weiter darin, dass die Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Abfalls einer Seilspannung des unteren Vorschubseils und/oder des oberen Vorschubseils ausgebildet ist. Auch dies ermöglicht eine besonders flexible und vielfältige Anordnung der Erfassungseinrichtung an der Tiefbaumaschine. Die Erfassungseinrichtung kann dabei insbesondere auch als Kraftmessachse einer Umlenkrolle, insbesondere an einem unteren Bereich des Mäklers oder am Arbeitsschlitten zum Erfassen der Seilspannung ausgebildet sein. Bevorzugt ist es ebenfalls, wenn die Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Seilspannung an einem Seilende des unteren Vorschubseils vorgesehen ist, wobei das untere Vorschubseil an einem unteren Bereich des Mäklers der erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine befestigt sein kann. Durch eine derartige Anbringung der Erfassungseinrichtung am unteren Bereich eines Mäklers werden die Installation und Wartung der Erfassungseinrichtung vereinfacht.
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Allgemein können das Hubseil, das obere Vorschubseil und das untere Vorschubseil beliebig etwa mit einer hydraulischen Winde verstellbar an der erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine angeordnet sein. Besonders vorteilhaft ist es hierbei jedoch, dass an der Tiefbaumaschine eine zweifach wirkende Vorschubseilwinde ausgebildet ist, wobei das obere Vorschubseil und das untere Vorschubseil derart an der Vorschubseilwinde gelagert sind, dass mit einer Wickelbewegung das obere Vorschubseil abwickelbar und das untere Vorschubseil aufwickelbar sind. Das heißt, dass die zweifach wirkende Vorschubseilwinde gleichzeitig ein Seil aufwickelt und das andere Seil abwickelt, so dass die Seilspannung insgesamt gleichbleibt.
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Die zweifach wirkende Vorschubseilwinde kann dabei insbesondere hydraulisch betrieben sein und an einer Rückseite des Mäklers oder einem Oberwagen gelagert sein. Durch das Ausbilden einer zweifach wirkenden Vorschubseilwinde können der Aufbau und die Seilführung der erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine und insbesondere auch das Erfassen eines Seilbruchs vereinfacht werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Erfassungseinrichtung angeordnet ist, welche zum Erfassen eines Seilbruchs des Hubseils ausgebildet ist, dass mindestens eine Bremseinrichtung angeordnet ist, welche zum Abbremsen und Halten des Arbeitsschlittens am Mäkler ausgebildet ist, und dass eine Steuereinrichtung vorgesehen und ausgebildet ist, bei einem erfassten Seilbruch des Hubseils durch die Erfassungseinrichtung die Bremseinrichtung zu aktivieren und der Arbeitsschlitten abgebremst und/oder angehalten wird.
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Das Verfahren kann insbesondere bei der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine eingesetzt werden. Dabei können die zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter erläutert, die schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine;
- Fig. 2
- eine schematische Schaltungsanordnung einer hydraulischen Steuereinrichtung nach der Erfindung;
- Fig. 3
- eine Querschnittsdarstellung einer Bremseinrichtung nach der Erfindung;
- Fig. 4
- eine perspektivische Ansicht einer Bremseinrichtung nach der Erfindung; und
- Fig. 5
- eine perspektivische Darstellung eines Mäklerquerschnitts nach der Erfindung.
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Eine erfindungsgemäße Tiefbaumaschine 10 mit einem Trägergerät 12 ist in Fig. 1 gezeigt. Das Trägergerät 12 kann vorzugsweise ein Raupenfahrwerk als Unterwagen 14 umfassen, auf welchem ein Oberwagen 16 insbesondere drehbar gelagert sein kann. Vorzugsweise in einer Bedienkabine des Oberwagens 16 kann sich eine Steuerung, insbesondere eine Steuereinrichtung 60, für die Tiefbaumaschine 10 befinden. Über einen Anlenkmechanismus 18 kann an dem Oberwagen 16 vorzugsweise verstellbar ein Mast 20 gelagert sein, welcher als ein Mäkler 21 ausgebildet sein kann und im Betrieb eine im Wesentlichen vertikale Position aufweisen kann. Der Mäkler 21 kann insbesondere auch über ein im unteren Bereich des Mäklers 21 angeordnetes, nicht dargestelltes Gelenk sowie einen oder mehrere nicht dargestellte Stellzylinder direkt mit dem Oberwagen 16 verbunden sein. Ebenso ist es möglich, dass anstelle des Mäklers 21 ein nicht dargestellter anwinkelbarer Ausleger verstellbar am Oberwagen 16 angeordnet ist.
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Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Mast 20 vorzugsweise als ein Mäkler 21 mit einer Linearführung 24 an seiner Vorderseite ausgebildet sein. Entlang der Linearführung 24 kann ein Arbeitsschlitten 38 mit einem Drehbohrantrieb 36 vertikal verfahrbar gelagert sein. Hierdurch kann die Tiefbaumaschine 10 als ein Bohrgerät ausgeführt werden. Der Arbeitsschlitten 38 kann ebenfalls mit einem hier nicht dargestellten Rüttler oder einer Ramme ausgebildet sein.
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In Fig. 1 ist eine beispielhafte mittlere Position des Drehbohrantriebes 36 sowie eine untere Position des Drehbohrantriebes 36 mit unterbrochenen Linien 24 dargestellt. Der Drehbohrantrieb 36 kann vorzugsweise durch einen Kraftdrehkopf mit mindestens einem weiteren Motor gebildet sein.
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Über einen Mastkopf 22 am oberen Ende des Mastes 20 beziehungsweise des Mäklers 21 kann ein Hubseil 40 geführt sein, an dessen einem Ende der Arbeitsschlitten vorzugsweise zum Antreiben einer teleskopierbaren Kellystange 32 mit einer beispielhaften Bohrschnecke 34 zum Bilden eines Bearbeitungswerkzeuges 30 vorgesehen sein kann. Das Hubseil 40 kann dabei insbesondere zum Heben und Senken des Arbeitsschlittens 38 ausgebildet sein. Die Kellystange 32 kann vorzugsweise durch ein hülsenförmiges Antriebsrad des Drehbohrantriebes 36 am Arbeitsschlitten 38 geführt sein, so dass ein Drehmoment von dem Drehbohrantrieb 36 etwa über nicht dargestellte Mitnehmerleisten auf die Kellystange 32 übertragen werden kann. Am unteren Ende der Kellystange 32 kann die Bohrschnecke 34 zum Erstellen eines Bohrloches im Boden angeordnet sein. Das Bearbeitungswerkzeug 30 kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein und insbesondere eine Bohrschnecke 34 oder einen Bohreimer aufweisen.
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Von dem Arbeitsschlitten 38 kann das Hubseil 40 über Umlenkrollen 26 am Mastkopf 22 entlang des Mastes 20 bis zu einer Hubseilwinde 46 am Mast 20 beziehungsweise Mäkler 21 geführt sein. Die Hubseilwinde 46 ist über einen Motor 50, insbesondere einen Elektromotor oder einen Hydraulikmotor, antreibar. Über die Steuerung kann der mindestens eine Motor 50 zum Betreiben der Hubseilwinde 46 angesteuert werden. Über die Hubseilwinde 46 kann mittels des Hubseiles 40 der Arbeitsschlitten 38 gehoben und gesenkt werden. Ebenso kann ein zweites Hubseil vorgesehen sein, wobei der Arbeitsschlitten 38 durch das zweite Hubseil nach unten gezogen werden kann. Die Hubseilwinde 46 kann grundsätzlich auch am Oberwagen 16 angeordnet sein.
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Fig. 2 zeigt eine beispielhafte hydraulische Steuereinrichtung 88, wobei ein einfach wirkender Bremszylinder 100 mittels eines elektrisch betätigbaren 3/2-Wegeventils 96 zum Abbremsen und Anhalten des Arbeitsschlittens 38 ansteuerbar ist. Die hydraulische Steuereinrichtung 88 kann dabei insbesondere so ausgestaltet sein, dass, wenn das 3/2-Wegeventil 96 stromlos ist, die Bremse angezogen wird. Zweckmäßig ist es insbesondere, wenn an dem 3/2-Wegeventil 96 eine Notbetätigung zum Öffnen der Bremse und insbesondere ein Tank 98 ausgebildet ist. Vorzugsweise ist ein hydraulischer Druckspeicher 94, insbesondere direkt an dem Arbeitsschlitten 38, angeordnet, wobei mittels eines Drucksensors 92 der vorhandene Druck überwachbar ist. Mit dem Druckspeicher 94 kann insbesondere ein besonders schnelles Anziehen der Bremse sichergestellt werden. Ebenso ist hierdurch das Betätigen der hydraulischen Steuereinrichtung 88 auch bei einem Ausfall des Hydraulikkreislaufs der Tiefbaumaschine 10 möglich.
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Die hydraulische Steuereinrichtung 88 kann vorzugsweise zum Auffüllen des Druckspeichers 94 bei einem kleinen Volumenstrom ausgebildet sein, der insbesondere direkt an einer Schottverschraubungsplatte am Arbeitsschlitten 38 entnommen werden kann. Auf dieser Weise kann auf eine zusätzlich Hydraulikleitung zum Arbeitsschlitten 38 verzichtet werden.
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Fig. 3 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung 80, wobei am Arbeitsschlitten 38 eine Backenbremse 82 zum Abbremsen und Anhalten des Arbeitsschlittens 38 an einer Bremsschiene 84 gelagert ist, wobei die Backenbremse 82 die Bremsschiene 84 umgreift. Die Bremsschiene 84 ist wie in Fig. 3 dargestellt fest mit dem äußeren Rahmen des Mäklers 21 seitlich versetzt zu einer Linearführung 24 zum Führen des Arbeitsschlittens 38 verbaut. In gleicher Weise kann auf einer hier nicht gezeigten gegenüberliegenden Seite des Mäklers 21 eine zusätzliche Bremseinrichtung mit einer Bremsschiene und Backenbremse angeordnet sein. Auf dieser Weise kann ein besonders sicheres Abbremsen des Arbeitsschlittens 38 erreicht werden. Die erfindungsgemäße Bremseinrichtung 80 kann grundsätzlich geschlossen sein und nur während einer Vertikalbewegung des Arbeitsschlittens 38 mit der Steuereinrichtung 60 geöffnet werden. In diesem Fall kann die Bremseinrichtung 80 vorzugsweise dann öffnen, wenn kein Seilbruch von der Erfassungseinrichtung 55 erfasst ist und der Druckspeicher 94 gefüllt ist, sobald die Hubseilwinde 46 angetrieben wird. So kann mit einer grundsätzlich geschlossenen Bremseinrichtung 80 bei einem Seilbruch im Stand eine Bewegung des Arbeitsschlittens 38 verhindert werden. Bei einem Seilbruch während einer Bewegung des Arbeitsschlittens 38 wird die Bremseinrichtung 80 geschlossen.
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Die Bremseinrichtung 80 kann insbesondere zwei einzelne Bremssättel aufweisen, die mit einer Gegenplatte 86 angeordnet werden können, wobei die Innenseite der Gegenplatte 86 mit einem Bremsbelag ausgebildet seien kann. Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn der gesamte Bremssattel schwimmend angeordnet ist. Hierdurch wird bei einem Andrücken der Beläge des Bremssattels von beiden Seiten auf die Bremsschiene ein Verschieben des Bremssattels ermöglicht, sodass von beiden Seiten der gleiche Druck auf die Bremsschiene 84 ausgeübt wird..
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Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Mäklers 21, wobei zum Größenvergleich ein Schwimmsattel 76 und ein Festsattel 78 dargestellt sind. Der Schwimmsattel 76 ist oberhalb des Festsattels 78 am Mäkler 21 beispielhaft angeordnet. Es ist vorgesehen, dass entweder der Schwimmsattel 76 oder der Festsattel 78 am Mäkler 21 ausgebildet wird. Der Schwimmsattel 76 kann insbesondere als eine Industriebremse mit schwimmender Lagerung ausgebildet sein, um ein Spiel der Mäklerführung auszugleichen. Der Festsattel 78 kann vorzugsweise als Bremszange ausgebildet sein und mechanisch, etwa mittels einer Druckfeder, pneumatisch oder hydraulisch zum Erzeugen einer Klemmkraft betätigbar sein.
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Fig. 5 zeigt eine perspektivische Querschnittsdarstellung eines Mäklers 21 mit einer Linearführung 24. Wie hier verdeutlicht, kann die Linearführung 24 insbesondere als eine Bremsschiene 84 zum Abbremsen des hier nicht gezeigten Arbeitsschlittens 38 ausgebildet sein. Das Mäklerprofil 23 kann vorzugsweise aus 5 verschweißten Blechen gebildet sein, wobei seitlich als Führungsschiene 24 (und gleichzeitig Bremsschiene 84) ein Vierkanthohlprofil vorgesehen sein kann. Die Bremsschiene 84 kann insbesondere auch zumindest teilweise als Vierkantvollprofil, vorzugsweise in einem unteren Bereich des Mäklers 21, ausgebildet sein. Ergänzend zu dem in Fig. 5 dargestellten Mäklerprofil können an einem zugehörigen hier nicht gezeigten Arbeitsschlitten 38, insbesondere in einem unteren oder oberen Seitenbereich des Arbeitsschlittens 38, Führungen zum gleichzeitigen Führen und Abbremsen des Arbeitsschlittens 38 an der in Fig. 5 gezeigten Linearführung 24 ausgebildet sein. Die Führungen an dem Arbeitsschlitten 38 können insbesondere die Linearführung 24 umfassen, wobei zwei versetzt gegenüberliegende Führungsflächen ausgebildet sein können. Weiterhin können die Führungen an mindestens einer Seite mit integriertem Hydraulikzylindern zum Abbremsen des Arbeitsschlittens 38 an der Linearführung 24 ausgebildet sein.