DE102016009198A1 - lubrication system - Google Patents
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Abstract
Ein Schmiersystem, mit dem ein Schmierstoff, insbesondere Bentonit, zwischen einem Tunnel (7) und einer Tunnel-Vortriebsmaschine (1) und/oder einem eine Tunnelröhre bildenden Rohrstrang (5) einbringbar ist, bestehend aus mindestens einem Verteilnetz und einer Förderpumpe für den Schmierstoff, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilnetz mindestens eine Pumpe (31) aufweist, die im Tunnel (7) angeordnet und mit ihrer Pumpenkammer (33) an eine zugehörige Schmierstoff-Injektionseinrichtung (17, 19, 29) angeschlossen ist.A lubricating system with which a lubricant, in particular bentonite, between a tunnel (7) and a tunneling machine (1) and / or a tube forming a tube (5) can be introduced, consisting of at least one distribution network and a feed pump for the lubricant , characterized in that the distribution network comprises at least one pump (31) which is arranged in the tunnel (7) and connected with its pump chamber (33) to an associated lubricant injection device (17, 19, 29).
Description
Die Erfindung betrifft ein Schmiersystem, mit dem ein Schmierstoff, insbesondere Bentonit, zwischen einem Tunnel und einer Tunnel-Vortriebsmaschine und/oder einem eine Tunnelröhre bildenden Rohrstrang einbringbar ist, bestehend aus mindestens einem Verteilnetz und einer Förderpumpe für den Schmierstoff.The invention relates to a lubricating system, with which a lubricant, in particular bentonite, between a tunnel and a tunnel boring machine and / or a tube forming a tunnel tube can be introduced, consisting of at least one distribution network and a feed pump for the lubricant.
Tunnelvortriebsmaschinen, auch Tunnelbohrmaschinen genannt, sind Vollschnittmaschinen, die den gesamten zu bauenden Tunnelquerschnitt in einem Arbeitsschritt abbauen. Ein maßgebliches Bauteil einer derartigen Maschine, wie sie beispielhaft in dem Dokument
Eine Grundvoraussetzung für einen gut funktionierenden Rohrvortrieb ist eine möglichst geringe Mantelreibung zwischen Baugrund und dem Rohrstrang. Um dies zu erreichen, ist es Stand der Technik, zwischen Baugrund und Rohrstrang eine Bentonit-Suspension einzubringen, die durch ihre Schmiereigenschaft die Reibung herabsetzt. Der wichtigste Bereich, um eine effektive Bentonit-Schmierung aufzubauen, liegt an der Stelle der Bildung des Ringspalts zwischen Baugrund und Rohrstrang, also direkt am Schild oder daran anschließend beim Übergang zum ersten Vortriebsrohr. Die Bentonit-Verpressung in diesem Bereich wird auch als Erstverpressung bezeichnet. Um einen durchgängigen und gleichmäßigen Schmierfilm am Rohrstrang sicherzustellen, werden an den sich anschließenden Vortriebsrohren des Rohrstrangs in sogenannter Nachverpressung weitere Bentonit-Mengen eingepresst, um mögliche im Vortriebsverlauf auftretende Schmiermittelverluste in den anstehenden Baugrund, wie sie durch Einwanderung in den Baugrund oder durch Auswaschung oder dergleichen entstehen, auszugleichen.A basic prerequisite for a well-functioning pipe jacking is the lowest possible skin friction between ground and the pipe string. To achieve this, it is state of the art to introduce a bentonite suspension between ground and pipe string, which reduces the friction by its lubricating property. The most important area to build up effective bentonite lubrication is to replace the formation of the annular gap between the ground and the pipe string, ie directly at the shield or subsequently at the transition to the first jacking pipe. Bentonite grouting in this area is also known as first grouting. In order to ensure a continuous and uniform lubricating film on the pipe string, more amounts of bentonite are pressed into the subsequent jacking pipes of the pipe string in so-called Nachverpressung to possible occurring in the tunneling lubricant losses in the upcoming subsoil, such as by immigration into the ground or by leaching or the like arise, compensate.
Im Stand der Technik, wie es beispielsweise in der Produktinformation „Automatisches Bentonit-Schmiersystem ABLS” der Firma VMT GmbH, Stegwiesenstraße 24, 76646 Bruchsal, beschrieben ist, wird hierfür so vorgegangen, dass in Zuordnung zu den Injektionsstellen, wie sie durch Spalte für die Erstverpressung am Schild und durch Injektionsstutzen gebildet sind, die zur Nachverpressung an Vortriebsrohren vorgesehen sind, Schmierstationen angeordnet sind. Als Komponenten eines Verteilnetzes erhalten diese Stationen über eine durch den Rohrstrang geführte Bentonit-Hauptleitung von einer Förderpumpe unter dem Einpressdruck gelieferte Bentonit-Suspension zur Verteilung an die jeweiligen Injektionsstellen.In the prior art, as described for example in the product information "Automatic bentonite lubrication system ABLS" the company VMT GmbH, Stegwiesenstraße 24, 76646 Bruchsal, this is done so that in association with the injection sites, as indicated by column for Erstverpressung on the shield and are formed by injection nozzles, which are provided for Nachverpressung on jacking pipes, lubrication stations are arranged. As components of a distribution network, these stations receive bentonite suspension supplied by a feed pump under the press-fit pressure for distribution to the respective injection sites via a bentonite main line routed through the pipe string.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Schmiersystem zur Verfügung zu stellen, das eine optimierte, gleichmäßige Bentonit-Verteilung für die Tunnelschmierung gewährleistet.Based on this prior art, the object of the invention is to provide a lubrication system which ensures an optimized, uniform bentonite distribution for tunnel lubrication.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein Schmiersystem gelöst, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.According to the invention this object is achieved by a lubrication system having the features of claim 1 in its entirety.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass das Verteilnetz mindestens eine Pumpe aufweist, die im Tunnel angeordnet und mit ihrer Pumpenkammer an eine zugehörige Schmierstoff-Injektionseinrichtung angeschlossen ist. Dadurch, dass erfindungsgemäß eine Pumpe vorgesehen ist, die sich im Tunnel befindet und an die jeweiligen Injektionseinrichtungen angeschlossen ist, wird der benötigte Einpressdruck an der jeweiligen Schmierstation für Erstverpressung und Nachverpressung erst im Tunnelrohr aufgebaut. Zum einen ist dadurch keine durch die Trasse geführte Hochdruckverrohrung erforderlich. Zum anderen kann eine optimierte, an den jeweiligen Bedarf der zugehörigen Schmierstoff-Injektionseinrichtung angepasste Versorgung auf einfache und sichere Weise durch Steuerung des Antriebs der jeweiligen Pumpe erfolgen, beispielsweise durch Drehzahlsteuerung oder gewählte Einschaltzeiten. In optimaler Weise ist dadurch die Bentonit-Menge den betrieblichen Gegebenheiten derart anpassbar, dass auf trassenspezifische Unterschiede, wie erhöhten Bentonitbedarf einzelner Trassenabschnitte beispielsweise in Kiesbereichen, reagiert werden kann. Die besonders effektive Reduktion der Mantelreibung verringert den Bedarf an Vorpresskraft und ermöglicht es, Zwischendehnerstrecken einzusparen. Des Weiteren ist mit der erfindungsgemäßen Lösung eine druckunabhängige Volumenverteilung mit Schmierstoff erreicht und es ist mit dem Schmiersystem eine Volumenzwangsverteilung zu den einzelnen mit Schmierstoffen zu versorgenden Stellen erreicht.According to the characterizing part of claim 1, an essential feature of the invention is that the distribution network has at least one pump, which is arranged in the tunnel and connected with its pump chamber to an associated lubricant injection device. Characterized in that according to the invention a pump is provided, which is located in the tunnel and is connected to the respective injection devices, the required press-in pressure at the respective lubrication station for Erstverpressung and Nachverpressung is built only in the tunnel tube. On the one hand, this does not require high-pressure piping routed through the route. On the other hand, an optimized, adapted to the respective needs of the associated lubricant injection device supply can be done in a simple and secure manner by controlling the drive of the respective pump, for example by speed control or selected switch-on. In an optimal way, the amount of bentonite can be adapted to the operational conditions in such a way that it is possible to react to route-specific differences, such as increased bentonite requirement of individual route sections, for example in gravel areas. The particularly effective reduction of skin friction reduces the need for Vorpresskraft and makes it possible to save intermediate stretches. Furthermore, with the solution according to the invention, a pressure-independent volume distribution with lubricant is achieved and, with the lubricating system, a volume distribution distribution to the individual points to be supplied with lubricants is achieved.
Mit Vorteil kann die Anordnung so getroffen sein, dass für eine Erstverpressung mit Schmierstoff mindestens eine Kolbenpumpe an der Vortriebsmaschine vorhanden ist und/oder für Nachverpressung mit Schmierstoff zumindest bei einem Teil von Strangelementen des Rohrstranges, vorzugsweise bei jedem Strangelement, eine Kolbenpumpe vorhanden ist.Advantageously, the arrangement can be made such that at least one piston pump is present on the tunneling machine for a first compression with lubricant and / or for after-compression with lubricant at least for part of Strand elements of the tubing, preferably at each strand element, a piston pump is present.
An der jeweiligen Kolbenpumpe kann an der Pumpenkammer ausgangsseitig eine Abgabeleitung angeschlossen sein, die mittels der Injektionseinrichtung die Außenwand der Vortriebsmaschine und/oder die Begrenzungswand des jeweiligen Strangelements durchgreift, so dass die Abgabeleitung unmittelbar in den Ringspalt an der Tunnelwand mündet.On the output side of the respective piston pump, a discharge line can be connected to the pump chamber, which passes through the outer wall of the tunneling machine and / or the boundary wall of the respective strand element by means of the injection device, so that the discharge line opens directly into the annular gap on the tunnel wall.
Die Pumpenkammern jeweiliger Kolbenpumpen können eingangsseitig an eine zentrale Schmierstoffversorgung über mindestens eine Zuführleitung des Verteilnetzes angeschlossen sein.The pump chambers of respective piston pumps can be connected on the input side to a central lubricant supply via at least one supply line of the distribution network.
Mit Vorteil kann die Anordnung hierbei so getroffen sein, dass die zentrale Schmierstoffversorgung eine Versorgungsstation aufweist, die den Schmierstoff, von einem Vorratsbehälter ausgehend, in Richtung der einzelnen Kolbenpumpen verbringt.Advantageously, the arrangement may be made such that the central lubricant supply has a supply station, which spends the lubricant, starting from a reservoir, in the direction of the individual piston pumps.
Mit besonderem Vorteil ist als jeweilige Kolbenpumpe eine Radial-Kolbenpumpe vorgesehen, die zur Ansteuerung ihrer mittels Federkraft in den einzelnen Pumpenkammern rückstellbaren Kolben einen Exzentertrieb aufweist.With particular advantage, a radial piston pump is provided as the respective piston pump, which has an eccentric drive for controlling its resettable by spring force in the individual pump chambers piston.
Mit einem für den Direktantrieb des Exzentertriebs an jeder Radial-Kolbenpumpe angeschlossenen Elektromotor ist eine kompakte Motor-Pumpeneinheit realisierbar.With a for the direct drive of the eccentric drive connected to each radial piston pump electric motor, a compact motor-pump unit can be realized.
Der Elektromotor, vorteilhafterweise in Form einer Asynchronmaschine, kann bei einer jeden Radial-Kolbenpumpe an eine zentrale elektrische Versorgungseinheit angeschlossen sein.The electric motor, advantageously in the form of an asynchronous machine, may be connected to a central electrical supply unit in each radial piston pump.
Hinsichtlich der Bauweise der Radial-Kolbenpumpe kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass der jeweilige Kolben in der Art eines Federstößels in der jeweils zuordenbaren Pumpenkammer längsverfahrbar geführt ist, an seinem einen freien Ende von dem Exzentertrieb ansteuerbar ist und mit seinem anderen freien Ende an die Pumpenkammer angrenzt und einen Pumpenraum mit veränderlichem Volumen begrenzt, in den ein Ein- und ein Auslassventil einmünden.With regard to the design of the radial piston pump, the arrangement can be made with advantage so that the respective piston is guided longitudinally movable in the manner of a spring plunger in the respective assignable pump chamber, at its one free end of the eccentric and can be controlled with its other free end adjacent to the pump chamber and limited to a pump chamber with variable volume, in which an inlet and an outlet valve open.
Gemäß dem Patentanspruch 10 ist Gegenstand der Erfindung auch ein Einbauset für ein Schmiersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bestehend aus mindestens einer mittels eines Elektromotors antreibbaren Kolbenpumpe, insbesondere Radial-Kolbenpumpe, und zumindest einem Teil eines Verteilnetzes mit Abgabeleitungen, an die jeweils eine Injektionseinrichtung angeschlossen ist.The invention also relates to a mounting set for a lubrication system according to one of the preceding claims, comprising at least one piston pump driven by an electric motor, in particular a radial piston pump, and at least one part of a distribution network with delivery lines to which an injection device is connected is.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.The invention with reference to an embodiment shown in the drawing is explained in detail.
Es zeigen:Show it:
In der lediglich skizzenhaft und stark vereinfacht gezeichneten Darstellung von
Das Schmiersystem für die Tunnelschmierung mittels einer Bentonit-Suspension weist eine Injektionseinrichtung auf, die für eine Erstverpressung, die sich an den Schild
Die
Die
Während beim Stand der Technik die Bentonit-Suspension über die im Rohrstrang geführte Hauptleitung
Die jeweiligen Radial-Kolbenpumpen
Die
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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