DE1615036A1

DE1615036A1 - Kabelleger

Info

Publication number: DE1615036A1
Application number: DE19661615036
Authority: DE
Inventors: Vaughan Donald R
Original assignee: Woodland Manufacturing Co
Current assignee: Woodland Manufacturing Co
Priority date: 1965-05-06
Filing date: 1966-05-04
Publication date: 1970-07-30
Also published as: GB1106484A; US3354660A; SE308147B; NO121347B; BE679653A; IL25342A; NL6606220A

Description

Woodland Manufacturing 27. 4. 1966

Woodland/Kalifornien/USA

Kabelleger

Diese Erfindung betrifft eine Art Kabelleger, der z.B. Kabel oder Rohrleitungen unter die Erdoberfläche bringt, ohne daß ein Graben oder ein Spalt ausgehoben werden muß. Sie besteht aus einer verbesserten Werkzeuganordnung, die sich in die Erde fräst.

In der Vergangenheit waren die meisten kabelvergrabenden Maschinen von einer Art, welche einen Graben oder Schlitz ausheben, das Kabel hineinlegen und dann den Graben oder den Schlitz wieder schließen (US 2 417 313, US 2 373 652, US 2 692 Q92,US 2 36O 334), Die Erfindung bezweckt^ Rohre o.dgl. in den Erdboden derart zu verlegen, daß nur geringe Kosten, Arbeiten dafür erforderlich sind, bei der ein Ausheben und nachfolgendes Wiedereinfüllen der Erde vermieden wird.

Es 1st bereits früher eine solche Maschine^ die die Erde nicht aushebt, bekannt gewesen (US 1 337 184). Bei dieser Maschine dreht sich eine gezackte Schnecke schräg zur Erdoberfläche durch die Erde. In Wirklichkeit ist dies ein die Erde heraushebendes Teil. Mehr als die Hälfte der Mantellinie der Schnecke liegt dann fest an der Erde an, die bewegt werden soll, womit eine relativ große Kraft notwendig ist_s um ein© Furche in die Erde zu zieht». Außerdem neigt solch eine Schnecke, wenn si© in Aktion ist dazu zu veratopfen* besonders dann, wenn die Erde naß oder von klefcen&er. Konsistenz ist, z.B. bei Kalk, Tonerde o.dgl» Dazu kommt noch folgendes, wird die Schneck© in die bezeichnete Richtung bewegt» so neigt die Erde dazu,

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ausgehoben zu werden« Es wird hler mehr Erde ausgehoben als zum Legen des Kabels unterhalb der Erdoberfläche nötig 1st. Die frühere Erfindung 1st folglich nicht so leistungsfähig wie die vorliegende, die die Erde um den Werkzeugzylinder wegM>t oder «bohrt. Der Zylinder bewegt sich schräg zur Erdoberfläche durch den Boden, während das Kabel In die Erde gelegt wird. Dies geht einmal sehr schnell, ohne daß eine größere Kraft aufgewendet werden muß, und zum anderen vermeldet es, daß die Erde nachträglich In den Graben wieder zurückgefülit werden muß.

Ein weiteres Problem, das bei der früheren Art, z.B. bei US 1 337 184, auftritt ist, daß der sich vorwärts bewegenden Schnecke der entgegenstehende Widerstand so groß werden kann, daß normale Zugwagen nicht fähig sind, den kabellegenden Wagen zu bewegen.

Auch das brlt. Patent 689 15^ betrifft ebenfalls eine Maschine zum Verlegen von Kabeln unter die Erdoberfläche, ohne daß ein Graben zuerst ausgehoben werden muß. Hier sind eine Reihe von messerartigen Werkzeugen schneckenförmig entlang des rotierenden Zylinders in üblicher. Weise angeordnet, und zwar sind die schneidenden Kanten der Werkzeuge bezogen auf eine Rotationsrichtung, so angeordnet, daß die schneidende Kante eines zuerst ankommenden Werkzeuges einer Schneckenbahn in einer Ebene liegt, die unter der schneidenden Kante des sofort folgenden Werkzeuges liegt. Bei dieser Art vfcn Schneidkantenanordnung auf einer Schneckenlini^ wird die Erde von einer Werkzeugfläche verseih$'u$ii₉ nach oben gedrückt, und zwar in die Laufbahn ankommendien Werkzeuges. Wenn auch solch <?!»<.*> der Grabwerkzeüge die Erde kontinuierlich -, bewegt» wie es beim Ausheben eines Grabens wird, so hat diese Anordnung im vorliegenden Fall, wo ein Kabel verlegt werden soll, ohne daß vorher ein Graben ausgehoben werden soll, große Nachtelle· Der

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schwerwiegendste Nachteil 1st die Tatsache, daß entlang der schneidenden Flächen der Grabwerkzeuge dl« Erde dazu neigt, sich aufeinander aufzubauen. Damit wird der freie Baum zwischen «sei benachbarten. Werkseugen mit Erde in einer relativ kurzen Zelt verstopft. Solch ein Verstopfen oder Verkleben des Raumes zwischen den Merkzeugen verhindert ein sauberes Schneide^ das zum Verlegen eines Kabels unter die Erde unbedingt nötig ist. Auch wenn noch nicht der ganze freie Raum zwischen d®n Merkzeugen angefüllt ist« so venarsa©ls£ auch teilweises Verkleben einen Rückgang der Kabelverlegeleistung. Es wird zum einen eine relativ große Kraft nötig sein, um das Kabellegen fortsetzen zu können, zum anderen kann das Kabel nur noch in einer langsameren Geschwindigkeit verlegt werden. In bestimmten Erdarten wird solch eine An-Ordnung der Grabwerkzeuge völlig unwirksam^ da die Erde in einer relativ kurzen Zeit sich auf der schneidenden Fläche aber auch auf ihrer Rückfläche aufgebaut hat. Diese Schwierigkeit tritt meistens dort auf, wo die Erde steinig und grob ist» auch bei felsigem Untergrund besteht die Gefahr. Eine schneidende Kante stößt solch einen Stein in die Bahn des nächst ankommenden Werkzeuges. Die Ansammlung von Steinen und anderen größeren Gegenständen in und um die schneidende Fläche ruft eine steigende Reibung zwischen dem Bohrer und der umgebenden Erde hervor. Dies erfordert eine erhöhte Bofer- und Ziehkraft₈ womit der Wirkungsgrad sinkt.

Ein weiteres Problem, das beim Kabellegen auftritt, ist die Begegnung mit Wurzeln von Pflanzen und Bäumen in einer Tiefe_s in welche manche Kabel oder Rohre verlegt werden sollen. Wenn man auch verschiedene Größen der bisher bekannten Vierkzeuge verwendet, so neigen solche Wurzeln dazu, sich zwischen dem Grabwerkzeug und dem die Werkzeuge haltenden Zylinder festzukeilen. Die Folge davon ist, daß der Kabelleger festläuft oder im günstigsten FaIl₅ daß nur einige Teile des Bohrers unwirksam werden, der Bohrer sich aber weiterdreht. Wenn das Kabellegen unter solchen Bedingungen überhaupt

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fortgesetzt werden kann, so geschieht dies meistens mit verminderter Geschwindigkeit und erfordert erhöhte Zug- als auch Grabkraft.

In manchen Fällen mögen die verschiedenen Erdsorten, wie z.B. nasse oder kalkartige Erde, steinige Gebirgsschichten oder Wurzeln, zusammentreffen. Keine der bisher bekannten Maschinen zeigt eine wirksame Lösung der genannten Probleme, bei einer Kabelverlegung, bei der kein Graben ausgehoben werden soll.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Kabelleger zu konstruieren, der die Kabel unter die Erde bringt, ohne einen Graben auszuheben.

Die Grabwerkzeuge sind dabei so zueinander angeordnet, daß jedes grabende Werkzeug bezogen auf die Rotationsrichtung des Zylinders so angeordnet ist, daß er nicht in den Bereich der Verdrängungszone des vorhergehenden Zahnes liegt j also so angeordnet ist, daß - in Rotationsrichtung gesehen - jedes Werkzeug höher befestigt ist als das nächst folgende in derselben Schneckenbahn liegende Werkzeug.

Durch diese neue Art der Werkzeuganordnung wird verhindert, daß die Erde sich auf den schneidenden Kanten aufbaut. Es wird verhindert, daß die einzelnen Grabwerkzeuge verkleben oder verstopfen, daß Wurzeln o.dgl., die von dem Grabwerkzeug zur Seite geräumt werden müssen, sich »£«fe& zwischen den Werkzeugen und dem Zylinder verstricken. Es ist auch möglich, einen Grabzylinder in verschiedenen Höhen mit verschiedenen wirksamen Werkzeugen zu bestücken. Wo in der Erdschicht keine Hindesnisse angetroffen werden, werden Werkzeuge, deren Schneidkante vorauseilt (positiver Brechwinkel), dort wo Wurzeln und Steine anzutreffen sind werden Werkzeuge deren Schneidkante nacheilt (negativer Brechwinkel) angeordnet.

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ORIGINAL INSPECTED

Eine weitere Aufgabe dfeser Erfindung liegt darin, einen langsam fahrenden Wagen zu konstruieren, der die ganze kabellegende Maschine trägt. Er enthält empfindliche Druck erzeugende Vorrichtungen, die in Abhängigkeit zum Widerstand der verschiedenartigen Erde den rotierenden Zylinder durch die Erdoberfläche zieht. Diese empfindlichen Geräte beinhalten ein Servosteuersystem, das die Anzuggeschwindigkeit des Wagens regelt. Wenn der Bohrer schwierige Erde, wie z.B. Kalk oder Felsen,antrifft, wird die Zug- oder Kriechgeschwindigkeit der kabellegenden Vorrichtung verringert. Auf diese Art und Weise kann der Vorgang des Kabellegens in verschiedenen Erdmaterialien vor sich gehen, ohne daß das ganze System und die einzelnen Werkzeuge überbeansprucht werden. Es kann also nicht passieren, daß bei unterschiedlicher Erdbeschaffenheit die Maschine in weichem Boden weiter langsam arbeitet, wenn gerade vorher steiniges Erdreich zu durchdringen war.

Ein weiterer Erfindungsgedanke liegt darin, daß man auf den hohlen Zylinder einen Trichter setzen kann, der Schlamm oder andere entsprechende Materialien aufnehmen kann, die durch den Trichter und den Zylinder in das Erdreich fließen und das Kabel oder das Rohr damit umgeben. Dies ist besonders dort vorteilhaft zu verwenden, wo Rohre für Chemikalien (leaching lines) verlegt werden sollen. Der Schlamm o.dgl. kann auch von dem Trichter in einen flexiblen Schlauch fließen, der das Kabel lose umgibt. Das fließende Material umgibt dann das Kabel das unter der Erde liegt ganz.

Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung sind aus den Zeichnungen und der dazugehörigen Beschreibung zu entnehmen. °

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Die Zeichnungen enthalten folgendes:

Fig. 1 ist eine Übersichtszeichnung, die die Anordnung der einzelnen Teile der Erfindung auf einem Wagen zeigt;

Fig. 2 ist eine Sicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Sicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 2;

FIg. 4 1st ein schematisches Blockdiagranan der hydrau·' c lischen Rohre dieser Erfindung;

Fig. 5 1st eine Seitenansicht eines Bohrers, an dem ein Typ der Bohrstähle befestigt ist;

Fig. 6 1st eine Schnittzeichnung entlang der Linie β « von Fig. 5;

Fig. 7 ist eine Vergrößerung des Drehstahls gemäß Fig. 5;

Fig. 8 Ist eine Seitenansicht eines Bohrzylinders mit einem neuen Bohrstah1;

Fig. 9 ist eine Schnittzeichnung entlang der Linie 9-9 von Fig. 8;

Fig. 10 ist eine Vergrößerung des neuen Bohrwerkzeuges gemäß Fig. 8;

Fig. 11 ist eine schematische Zeichnung, die den schneidenden Vorgang der Stähle zeigt, die früher angewendet wurden;

Fig. 12 ist eine schematische Zeichnung, die den schnei- * denden Vorgang der Stähle xsigfc der vorliegeiic^n Erfindung zeigt;

Fig. 13 steigt eine erste unterschiedliche Aiisfühz'ungsart eines Teils dieser Erfindung;

Fig. 14 ist eine zweite unterschiedliche Ausführungsart eines Teils dieser Erfindung.

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Der Begriff eines Grabζylinders, der in dieser Abhandlung ständig gebraucht wird, soll nicht nur bedeuten, daß er die Erde o. dgl« mischt und in seiner Lage verändert, er soll auch schneiden, brechen und meißeln, so daß die Grabwerkzeuge des Zylinders Jede verlangte Arbeit ausführen können· Der Ausdruck "Kabel" 1st gebraucht, .um damit jedes flexibles, längeres Teil, jede Hülle, mit oder ohne gesonderte Fasern, jegliches hohles Rohr o, dgl. damit zu bezeichnen.

Die Erfindung ist sse besten dann verstanden, wenn man Pig. 1 betrachtet. Hier wird ein normales vierrädriges Fahrzeug - bezeichnet mit A - mit einer kabellegenden erfindungsgemäßen Anordnung - bezeichnet mit B gezeigt· Das Kabel 11", das in den Boden gelegt werden soll, 1st auf normale Weise entweder am vorderen Ende auf dem Wagen - siehe bei C - befestigt oder es liegt in seiner ganzen Länge 11a auf dem Boden, und zwar in der Richtung, In der es auch In die Erde gelegt werden soll. Zn beiden Fällen wird ein freies Ende des-Kabels über die Leitrolle 13 geführt und gelangt von dort zu der Anordnung 24, die das Kabel in die Erde versenkt. Während der Arbelt rotiert der Erdbohrer, welcher in die Erde reicht und bei 46 zu erkennen ist, um seine geneigte Längsachse und wühlt sich in die ihn umgebende Erde; währenddessen fährt der Magen A in die Richtung, die mit dem Pfeil 18 bezeichnet 1st. So wird der Bohrer, der in derselben Richtung geneigt ist, durch die aufgewühlte, gelöste Erde gezogen» Das Kabel 11 oder 11a läuft durch den hohlen Zylinder 74 des Zylinders und wird, nachdem es den Zylinder verlassen hat, in dem Boden begraben. Hier wird das Kabel durch die Reibung mit der ihn umgebenden Erde festgehalten.

Der kabeliegende Mechanismus - bezeichnet mit 24 ist mit dem Träger 19, der auf dem hinteren Teil des Wagens A angebracht ist, verbunden. Ein Betätigungsarm ist mit dem einen Ende an dem Boden 19 gelenkig verbunden, mit dem anderen Ende an dem beweglichen Arm OOS831/0502 - 8 -

ORIGINAL INSPECTED

befestigt, damit die ganze Vorrichtung geschwenkt werden kann (siehe Winkel 23). Die Vorrichtung 24 ist an dem einen Ende des Armes 22 mit dem Bügel 26a gelenkig verbunden, der einen exzentrischen Flügel hat, der wiederum mit dem Ende des Kolbens 27 verbunden ist. Das andere Zylinderende ist mit der Stütze und dem Arm 22 verbunden. Arbeitet das hydraulische Aggregat, indem der Kolben 27 eingezogen oder ausgestoßen wird, so bewegt sich der Bohrer 46 um den Winkel 29.

Die Art wie die hydraulischen Zylinder 21 und 27 arbeiten ist bekannt und in der schematischen Fig. 4 angedeutet. Die hydraulische Pumpe 31 wird durch die Maschine 58 mit Vorgelege angetrieben; normalerweise treibt diese Maschine den Wagen A. Wenn die Pumpe 31 mit der Maschine über den Getriebekasten 59 ₃ der mit dem Hebel 66a gesteuert wird, angetrieben wird, so fließt öl vom Reservoir 32 durch das Filter 33, dann durch die Rohre 34, 36 zu den Abzweigungen 37a und 37b, die zu den Einlaßöffnungen 38 und 39 führen und damit zu den normal kontrollierten Ventilen 41 und 42, die auf dem Gestell des Wagens A angeordnet sind.

Wenn die Ventile 4l und 42 manuel in dem Bereich zwischen den Buchstaben L und R in Fig. 4 bewegt werden, können die Zylinder 21 und 27 wie es an den gestrichelten Linien zu erkennen ist, in jede gewünschte Lage mit den verschiedenen Lagen des Armes 22 und dem Kabelleger 16 korrespondierend im Bereich der Pfeile 23 und 29 verstellt werden. Wenn der VJ age η von Platz zu Platz fährt, aber nicht gerade Kabel zu verlegen hat, so ist der Arm 21 so gerichtet, daß der Arm 22 in seiner voll ausgefahrenen Lage liegt. Diese Lage ist in Fig. 1 in gestrichelten Linien eingezeichnet.

Wenn der Wagen A an dem Platz ankommt, wo das zu legende Kabel seinen Anfang nehmen soll, wird der Arm 22 gesenkt und der Habellegende Mechanismus 24

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wird in die Lage gefahren, die auf der Fig. 1 in durchgezogener Linie eingezeichnet ist. Wenn der Kolben des Armes 21 in die oben erwähnte Lage bewegt werden soll, strömt das hydraulische Medium- durch ein Rohr - siehe Fig« 4 - durch das Druckbegrenzungsventil, 43> durch den Wärmetauscher 44 zurück in das Reservoir 32. Zu diesem Punkt ist der Erdbohrer 46 in seiner Aus gangs atJbeits stellung - siehe Fig. 1 gefahren. Entweder ist vorher ein Loch gegraben worden, in dem der Bohrer Platz: findet, oder der Bohrer gräbt sich in Richtung des Pfeiles 29 seinen Graben selber bis zu der Stellung, bis zu der Tiefe, in der das Kabel gelagert werden soll.

Der kabellegende Mechanismus 24 - siehe Fig. 2 besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, dem Grabzylinder,, Rührer, Fräser_s Bohrer 46 und dem Antrieb 4?» Der Zylinder 53 ist mi-t einem konischen Gewinde 53a versehen, welches in das entsprechende Gewinde 52a des Teiles greift₉ das sich bis zum Kegelrad 52 erstreckt. Ein normaler Riementrieb 48 treibt das Ritzel 49, das an dem einen Ende der Welle befestigt ist und über das Kugellager 51 läuft. Das Ritzel 49 greift in das Kegelrad 52, das mit dem Zylinder 53 fest verbunden ist und über zwei entgegengesetzt orientierten Schrägkugellager 54, 55 läuft. Der Zylinder 53 wird von dem hydraulischen Motor 57 angetrieben.

Wenn der Kabellegerwagen naeh Fig« 1 in die Ausgangsposition gebracht ist, wird der Verbrennungsmotor und der Differentialantrieb 58 des Wagens durch das Trennungsaggregat 59 _s öas das Getriebe 66 und den Handhebel 66a enthält, getrennt. Die Antriebsräder 6l (wenn der Antrieb an den Vorderrädern liegt: Räder 62) werden durch einen hydraulischen Kriechmotor 63 angetrieben, Bei dieser Anordnung ist die mit verschiedener Stärke arbeitende hydraulische Pumpe 64 über ein Vorwärts«=^ Rüekwär-ts- und Leerlaufventil 66 mit dem antreibenden--Motor 67 verbunden» Der für den

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Bohrer zuständige Motor 57 wird durch die Pumpe 68 über ein Ventil 69 angetrieben. Er ist weiterhin mit einem Servo-Ventil verbunden, um die Flügelstellung der mit verschiedener Stärke arbeitenden Pumpe 64 zu kontrollieren. Unter normalen Arbeitsbedingungen beeinflußt die Pumpe 64 den hydraulischen Motor 67 so, daß er die Räder 6l (62) mit einer normalen Geschwindigkeit antreibt. Der Wagen bewegt sich dann gleichmäßig in Richtung des Pfeiles 18 und der Bohrer 53 dreht sich ebenso mit einer konstanten Geschwindigkeit. Wenn aber der Erdbohrer 46 beim Kabellegen auf einen höheren Widerstand trifft, wird der hydraulische Druck in der Leitung 71 zwischen Motor 57 und dem Servo-Ventil 69 stärker. Die Pumpe 64 wird dann so beeinflußt, daß sie weniger-stark arbeitet, worauf der Motor 67 und damit die ganze Maschine langsamer läuft. Zur selben Zeit läßt der Druck des Servo-Ventils 69 nach und die Umdrehungszahl des Motors 57 und damit x±rn die des Zylinders 55vreringer, so daß der Druck der Drehwerkzeuge im wesentlichen konstant bleibt, damit die Schneidwerkzeuge als auch der ganze Bohrer nicht zerbrechen. Sollte der Bohrer weichere als normale Erde antreffen, so wird der Druck in der Leitung 71 entsprechend sinken und das Ventil 69, die Pumpe 64 und der Motor 57 und 67 arbeiten schneller, damit die Geschwindigkeit, mit der der Bohrer rotiert und der Viagen A fährt, größer wird.

Wenn das Getriebe 66 leer läuft, so wird das geförderte öl der Pumpe 64 durch das Rohr 72 wieder in das Reservoir zurückgegeben..Bei diesen Bedingungen hat das öl keine Arbeit zu leisten und braucht nicht in dem Wärmetauscher 44 gekühlt zu werden.

Die Hülle 14 - siehe Fig. 3 -» die das zu vergrabende Kabel führt, läuft durch die Bohrung 74 'les Zylinders 53» Die schützende Hülle 14 _a αLe aus einem flexiblen Jatorial hergestellt iab₃ ist im viesent-lLeaön unbebefestigt und führt; das Kabel 'ahe-.r· die

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- 11 abgerundete Kante 76 des Zylinders 53 in die Erde.

Zum besseren Verständnis der genauen Arbeitsweise des Grabzylinders oder Rührers 46 seien die Fig. 5 bis 7 beschrieben. Fig. 5 zeigt eine typische Anordnung der Erfindung und die vriehtigsten Einzelheiten des Zylinders 53 genauer. Entlang der Oberfläche des Zylinders 53 sind eine Reihe von geraden Grabwerkzeugen 77 - vergrößert dargestellt in Fig. 7 befestigt. Damit das Bild nicht undeutlich wird, ist nur ein Werkzeug eingezeichnet, in Wirklichkeit sind viele dieser Werkzeuge in dem Zylinder befestigt. Die einzelnen werkzeuge sind entlang einer schraubenförmigen Linie 75 an dem Zylinder angeordnet; Die strichpunktierte Linie 70 in Fig. 7 läuft entlang einer rechtwinkligen Ecke des Werkzeugschaftes 87« Diese Linie läuft parallel zu der Längsachse 79 des Zylinders 53> Die untere Fläche des Grabwerkzeuges 77» in der auch die strichpunktierte Linie 79 liegt» ist parallel zur Ebene 80, die von einem rotierenden Werkzeug gebildet wird.

Rot at ions richtung des Grabzylinders 7b ist mit_; dem Pfeil 81 angegeben, der entlanr der aufstrebenden Schnecke 75 zeigt * Die einzelnen Werkzeuge sind verformt. Sie haben eine tiefer liegende Kante 82 und eine Vorderfläche 83 - in Rotationsrichtung gesehendie zur Längsachse um einen positiven Brechwinkel 86 geneigt ists Bei solch einen brechwinkel hindert der Druck der Erde, die von den Schneiden bearbeitet wird, den Zylinder daran, aus der Erde herausgehoben zu werden. In Richtung der Vorwärts beviegung bildet die Fläche 8^ die Rückfläche, nie in dem Schnittbild der Fig. 6 zu erkennen ist, ist jedes Werkzeug 77 in dem Zylinder 53 durch einen einfach in die öffnung 88 eingeschobenen Schaft 87 befestigt, wobei die öffnung abgestuft ist und einen überhängenden Teil 89 hat. Diese abgestuften Öffnungen für das 'Werkzeug sind einfach herzustellen, indem die Ausnehmungen 91 aus

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gewalztem Rohmaterial herausgeschnitten vier den und die Formteile 91a in die entsprechenden Stellen eingeschweißt werden. Wenn der Grabzylinder in der beschriebenen Art ausgerichtet wird, so daß die Längsachse 92 des Werkzeuges 77 entlang einer Sehne des Zylinders 53 liegt und mit der Schneidkante 82 in die Rotationsrichtung (Pfeil 81) weist, so ist die Schneidkante 82 nach einem positiven radialen Brectwinkel 93 ausgerichtet. Mit solch einem radialen Brechwinkel der Werkzeuge kann der Fräser bei seiner Rotation die größte und.wirtschaftlichste Menge an Erde überwinden. Die Arbeit in steinigem oder hartem Untergrund ist im wesentlichen die gleiche.

Um den besten Wirkungsgrad bei einer derartigen nicht aushebenden Erdarbeit zu bekommen, sind zahlreiche Versuche gemacht worden, um das Optimum der Anordnung der einzelnen Grabwerkzeuge 77 zueinander zu bestimmen. Ursprünglich sind die Grabwerkzeuge oder Zähne, wie es. in mehreren Erfindungen früheren Datums nachzulesen ist, wie in Flg. 11 angeordnet gewesen. 3ei dieser Anordnung sind aufeinanderfolgende V/erkzeugflachen 9** b, 96b usw. mit den Schneidkanten 9^ a, 96 a usw. so angeordnet, daß sie einen positiven axialen Brechwinkel haben. Wenn der Zylinder sich um seine Längsachse dreht und sich durch die Erde in Richtung des Pfeiles l8 bewegt und der Zylinder sich in Richtung des Pfeiles 81 bewegt, so ist die Lage der Werkzeuge folgende: Die schneidenden Kanten eines vorrückenden Meißels, wie z.3. die Kante 9¹Ja, dringen durch den Teil der Erde der unter dem Teil liegt, der von der nächst folgenden Kante eines Werkzeuges 96a bearbeitet werden wird. Bei dieser bekannten Anordnung ist die Bahn 97 _s die von aufeinanderfolgenden Werkzeugen gebildet wird, auch schraubenförmig. Die Richtung, rr.it der sich diese schraubenförmige Bahn nach unten bewegt, liegt in derselben Richtung wie die Rotationsbewegung des Zylinders um seine Längsachse. Die beschriebene Anordnung der Grabwerke^zuge aes Erdrührers verursacht eine Erdbewegung,

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die die Erde aufwärts bewegt, und zwar in Richtung der Pfeile 98. Es wird folglich die Erde dort zusammengedrückt - siehe bei D- wo die Bahn des nächst folgenden Meißels 96 hinläuft - siehe die gestrichelte Linie des fortgeschrittenen Meißels 96. Diese Erdverdichtung ist vor jedem Werkzeug des Präsers beobachtet worden₉ sie hindert die folgenden Meißel bei ihrer grabenden Arbeit. Mit den so schnell verschlissenen Schneidkanten der Meißel neigt der ganze Fräser dazu, sich in die Erde einzukapseln, er formt einen relativ harten und glatten Zylinder aus zusammengepreßteir Erde. Der Bohrer wird dann nicht nur hinsichtlich seiner zu leistenden Arbeit unwirksam, sondern wenn die Rotation um die Längsachse fortgesetzt wird, so schafft das glatte zylindrische Profil des Bohrers einen stumpfen sehr widerstandsfähigen Körper, in dem eine Bewegung in Richtung der Zugrichtung 18 unmöglich wird. Daraus folgt, daß ein weiteres Portschreiten des Wagens A aufgehalten wird; der Vorgang des Kabellegens wird sehr langsam oder hört sogar völlig auf. Das beschriebene Phänomen tritt dann noch stärker auf, wenn die Erde, in der der Bohrer das Kabel verlegen soll, naß oder kalkartig ist. Diese Erde neigt dazu, in radialer Richtung an die Meißel anzubacken, womit feste Klumpen von selbst gebildet werden. Wenn Steine ο«dgl'», wie z.B* Wurzeln, zu'überwältigen sind, so tritt es öfters auf, daß diese Dinge zwischen den Meißeln und dem Zylinder sieh festsetzen; damit erhöht sich die Reibung zwischen der umgebenden Erde und dem Zylinder.

Nach vielen Versuchen wurde entsprechend der Erfindung eine neue Anordnung der Drehmeißel gewählt_s die in den Figo 2,5 und 8 zu erkennen ist* Am besten jedoch kann man die Neuheit und den Vorteil an der Fig. 12 verstehen» Diese Anordnung ergibt überraschende Erfolge in verschiedenen Materialien der Erde«, Damit' wird eine wirkungsvolle und leistungsfähige Maschine geschaffen_s Kit der ein Kabel verlegt werden karm_s ohne daß ein

Cr-aben vorher ausgehoben wurden muß«, Bei dieser neuen &G983 1/0502 _BAD

Anordnung sind die Werkzeugflachen 103 b, 104b usw. so angeordnet, daß sie einen positiven axialen Brechwinkel haben, ähnlich dem, wie es bei der typischen früheren Art - gezeigt in Fig. 11 - gewesen ist. Gleichwohl, die Lage der Grabwerkzeuge in Fig. 12 rund um den Zylinder 53» der in Richtung l8 durch die Erdoberfläche bewegt wird, und der in Richtung 8l um seine Längsachse rotiert, ist so, daß die Schneidkante jedes Werkzeuges, wie z.B. 103 a, durch einen Teil der Erde dringt, unter dem nachfolgend die Schneidkante 104 a eintreffen wird. Die Kante 104a liegt dem nächst folgenden Werkzeug 103 am nächsten, und zwar in rückwärtiger Linie in Bezug zur RötationsMwegung des Zylinders angeordnet. In einer Ausführungsart dieser Erfindung - siehe z.B. Fig.5 bis 8 - beschreiben die aufeinanderfolgenden Werkzeuge bei der genannten Bewegung eine schraubenförmige Linie.

Diese Linie ist in Fig. 12 mit 102 bezeichnet. Im Gegensatz zu der Richtung 99 der Schraubenlinie 97 in Fig. 11 ist die Bewegungsrichtung 108 der Linie 102 in Fig. 12 um den Zylinder entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung 81 des Zylinders um seine Längsachse.

Die beschriebene Anordnung der Werkzeuge an dem Erdbohrer verursacht eine Erdbewegung, die in Richtung der Pfeile 106 verläuft. Der Komprimierungseffekt, der bei der früheren Anordnung - erklärt anhand Fig. 11 aufgetreten ist, kann auch hier nicht vermieden werden, aber das von einem Werkzeug 104 zu verdrängende Material E wird zu einem Raum F aufwärts verschoben, durch den das Werkzeug 103, von der gestrichelten Lage kommend und nach links verlaufend, gerade vorher gezogen worden ist. Damit wird das Material, das von dem Werkzeug 104 nach oben gehoben wird, in einen Raum gedrückt, in dem relativ lockere Erde ist, zumindest aber keine komprimierte Erde vorhanden 1st. Bei dieser Anordnung der Werkzeuge werden also die Schneidkanten nicht eine zusätzliche komprimierte Erde zu überwinden häben₉ wie es bei der Anor-dnnng nach Figo 11 der Fall ist. Der Erdfräser arbeitet fort= BAD Qf!!@iNÄL laufend durch eine ihn umgebende Erde^ die relativ locka? 1st. 0.09831/05Ö2 -15» ■

In Fig. 8 bis 10 ist eine unterschiedliche Werkzeugform in, dem rotierenden Zylinder besehrieben. Der Unterschied dieses Werkzeuges 177 und dem in Fig. 5 gezeigten ist am besten verstanden, wenn man entsprechende Werkzeugteile mit dem bisher beschriebenen vergleicht. Entsprechende Teile sind mit Bezugszeiclien versehen, die sich nur um den Faktor IQO unterscheiden, z.B. die Schneidkante des Werkzeuges in Fig. 5 ist mit 82, die entsprechende Kante in Fig. 10 mit 182 bezeichnet. Beim Vergleich der Fig. 5 und 10 erkennt man, daß der Hauptunterschied zwischen diesen Werkzeugen der ist, daß die Längsachse192 des Meißels in Fig. B bis 10 nicht die gleiche ist-wie"die Längsachse 92 des ; Meißels in Fig. 5 bis 7. Die Achse des vorderen Teiles schließt mit der Achse des Schaftteiles 192a des Werkzeuges einen noch zu defilierenden Winkel ß ein. Der Schaft 187 des angewinkelten Meißels ist in einen \ ähnlichen Schlitz - Siehe. Fig. 9 - eingebracht wie der Schaft 87 in Fig. 6. Das Ergebnis des Winkels ß ist, daß die Schneidkante und die schrägen Teile des Werkzeuges 177 keinen radialen positiven Brechwinkel wie beim Werkzeug 77 haben. Dieses Werkzeug hat bei dieser Anordnung einen negativen Brechwinkel 193· Er-wird gebildet Von der Schneidkante l82, die entgegengesetzt zur Rot at ions richtung l8l KKd. um den Winkel ß zurückgeneigt ist. Bei dieser.Art von Werkzeuganordnung in dem Zylinder, bei der die Schneidkante mit der Tangente an die Berührungsstelle der Kante mit der Zylederoberfläche einen stumpfen Winkel beschreibt, sind die oben beschriebenen Schwierigkeiten mit Steinenj Wurzeln o.dnl. im wesentlichen beseitigt. Trotzdem ist die gerade_ Werkzeugbauvieise mit dem radialen positiven 3rechwinkel - siehe Fig. 5 bis 7 - wirkungsvoller für die meisten Arten der Erde* Die zweite Anordnung ist am besten nur dort zu verwenden, wo hauptsächlich Kies und Wurzeln in der Erde zu finden sind. Ein Verstricken mit solchen Wurzeln und der damit zusammenhängenden größeren Reibung und geringeren Wirkungsgrad der ganzen waschine kann hiermit im wesentlichen vermieden werden. Es ist

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öfters gefunden worden, daß die Wurzeln und Steine ■ nur in einer bestimmten Höhe des Bohrers .vorhanden sind, während in anderen Höhenbereichen leicht zu bearbeitende Erde mit unterschiedlicher Beschaffenheit, die frei von Wurzeln o« dgl. ist, gefunden wurde. Unter diesen Umständen ist eine weitere Anordnung Gegenstand dieser Erfindung. Wegen der einfachen Befestigungsmöglichkeit der Schneidwerkzeuge an dem Zylinder und der ebenso einfachen Entfernung des ganzen GrabZylinders ist es besonders günstig und erfolgreich gewesen, in manehen Fällen Werkzeuge mit negativem Brechwinkel entlang eines Teiles des Bohrers, den Rest mit Werkzeugen mit positivem Brechwinkel zu bestücken. Bei der Verwendung beider Werkzeugtypen, angeordnet in verschiedenen Höhen des Zylinders, erreicht man bei der Bearbeitung von unterschiedlichen Erdschichten einen guten Wirkungsgrad. Es ist einleuchtend, daß v/eder solch eine neue Anordnung in irgendeiner Art in ihrer Anwendungsweise begrenzt sein muß noch solch eine Anordnung in den bestimmten Typen der Werkzeugelemente, wie oben beschrieben, beschränkt sein muß. Im Gegenteil es besteht eine große Variationsmöglichkeit in der Anwendung der Werkzeugtypen und deren Anordnung. Je nach Bodenbeschaffenheit werden die verschiedenen Werkzeuge in dem Zylinder so angeordnet, daß ein Verkleben der schneidenden Kanten und Flächen vermieden wird.

Obgleich diese Erfindung mit Bezug auf die Big. "5 bis 7» 6 bis 9 und 12 mit einer bestimmten schraubenförmigen Konfiguration beschrieben worden ist, so ist das wesentliche Merkmal in diesem Teil der vorliegenden Erfindung, daß die Werkzeuge so angeordnet sind, daß die schneidende oder sich bewegende Bahn eines Werkzeuges eine Erleichterung für ein folgendes Werkzeug hervorruft, daß also das Material, welches von der voreilenden und geneigten Fläche des Werkzeuges verschoben wird, verhältnismäßig wenig Material- auf die Fläche und die Schneidkante eines sich bewegenden Werkzeuges angehäuft wird. Weiterhin werden die Hindernisse für die Schneidkante, weiche meistens den Wirkungsgrad bei

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den früheren Anordnungen verschlechterten wenn nicht sogar den Erfolg ganz ausscheiden ließen, vermindert χ wenn nicht sogar ganz vermieden* Solch eine Bahn in Rotationsrichtung hintereinanderllegender Werkzeuge muß also nicht unbedingt eine schraubenförmige Linie sein sondern es muß ein Muster sein, bei der sich eine solche Materialverschiebung ergibt, die oben beschrieben ist.

Es ist ebenso entdeckt worden, daß unter bestimmten -Umständen zu empfehlen ist, doppelte Schraubenlinien von Werkzeugen anzuordnen, welche ansonsten genauso aufgebaut sind« Solch eine Anordnung mag unter bestimmten Umständen nach einem anderen System nach einer anderen Bahn aufgebaut werden, «jedoch muß wiederum die freie Bewegung des nachfolgenden Materials von-dem nachfolgenden Werkzeug gewährleistet sein*

In den Fig. 2 und 3 wird ein Leitschuh 301 gezeigt, der an dem kabellegenden Teil 24 befestigt ist. Der Leitschuh ist an der Gurtplatte 302 mit langen Bolzen befestigt, welche an dem einen Ende mit dem unteren Teil des Schuhes 301 zusammengeschweißt oder anders verbunden sind* An dem anderen Ende sind die Bolzen mit Muttern o. dgl. (nicht gezeigt) mit den gesicherten Ösen 30¹J verbunden. Der 'Verwendungszweck der Schuhe ist, daß man die Anordnung, die das Kabel versenkt, in wesentlich weicher und matschiger Erde stabilisieren kann. Dies m ist manchmal notwendig, da unter solchen Irbeitsbedingungeri die Rückstoßkraft der rotierenden Bewegung des GrabZylinders dazu neigen, das Heck des Wagens A aus seiner gewünschten Fahrtrichtung und Bahn herauszuheben* Der Leitschüh 301 arbeitet wie ein Ruder oder Kiel. Er vermindert oder verhindert sogar die Behinderung des Sehleuderns, die auch durch ein Kompensationslenkgetriebe des Wagens A vermindert werden kann. \ " - \ ; ; : : " -

Die Fig. 13 zeigt eine Variation dieser Erfindung, die meistens da gebraucht wird, wo Rohre für Chemikalien

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(leaching lines) ο. dgl. verlegt v/erden sollen und es erwünscht ist, einen Untergrund aus Mörtelschlamm oder anderen geeigneten Materialien 116 unter das Kabel 111 zu legen. Wie schon bemerkt, ist der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Anordnung der beschriebenen Werkzeuge an dem rotierenden Zylinder beim Kabelverlegen unter der Erde nicht nur besser, sondern diese Anordnung ermöglicht obendrein den. Gebrauch von größeren sich drehenden Zylindern als die bisher verwendeten Typen. Polglich ist es möglich, durch den Zylinder nicht nur die flexible Hülle 114, durch die das zu legende Kabel in den Graben gelegt wird, sondern auch eine Menge Mörtelschlamm zu führen, der durch den Trichter 117 in die Bohrung. 174 in Richtung ofer "Pfeile 118 fließt. Der Schlamm läuft dann unter dem Einfluß der Schwerkraft unter den austretenden Teil der Hülle 114, und wird ununterbrochen unter das zu lagernde Kabel angeordnet. Zur Klarheit sind viele Teile, die die kabellegende Anordnung ansonsten enthält, in den Fig. 13 und 14 fortgelassen, einschließlich der verschiedenen Werkzeuge, die wie oben beschrieben in dem Zylinder befestigt sind.

Fig. 14 zeigt eine xveitere Variation der vorliegenden Erfindung, die bevorzugt wird, wenn eine Rohrleitung, ein Kalkei 211 oder ähnliches verlegt werden soll und es erwünscht ist, daß Mörtelschlamm oder andere geeignete Schalungen 216 das ganze Kabel unter der Erde umgibt. Das Schalungsmaterial fließt auch hier durch einen vergrößerten Zylinder 253* in dem die Werkzeuge befestigt sind. Das zu verlegende Kabel 211 wird durch den Trichter 217 geschoben, der mit einer Klemme 215 oder ähnlichen geeigneten Befestigungsteilen außen mit dem Blech 214 fest verbunden ist. Wenn sich das Kabel 211 in Richtung des Pfeiles 218 a bewegt, so wird der Mörtel oder ähnliehe geeignete Materialien infolge seiner Schwere in Richtung 218 b mitgezogen werden, er wird den kreisförmigen Raum zwischen

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Kabel und Blech 2lM ausfüllen und zusammen mit dem Kabel in die Lage unter der Erdoberfläche kontinuierlich verlegt werden. In diesem Beispiel erstreckt sich das Blech 214 so weit in die Erde - siehe Teilansicht 219· damit eine genügende Sicherheit gegen das Eindringen von Teilen der umgebenden Erde o. dgl, in das Kabel und in den Schlamm gewährleistet ist. Wenn"die kabellegende Anordnung sich in Richtung des Pfeiles 18 bewegt, so legt sich das Kabel mit seiner Umkleidung ständig in die Lage wie es im Bereich des Zeichens zu erkennen ist.

Patentansorüche:

00983 170502 '^ _on%\HkL·

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verlegen eines Kabels bis zu einer vorbestimmten Tiefe unter die Erdoberfläche und zum selbsttätigen Wiederauffüllen des Erdreichs, indem durch einen länglichen sich um eine Achse drehenden Hohlkörper das

. Kabel hindurchgeführt wird und der Hohlkörper sieh schräg zur Erdoberfläche durch die Erde fräst, indem um dessen Achse eine Vielzahl von Werkzeugen mit Schneidblättern schraubenförmig angeordnet sind, wobei die Arbeitsfläche der Schneidblätter in einem solchen Anstellwinkel zur Längsachse des Hohlkörpers steht, daß die zu verdrängende Erde nach oben gehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Fräsen des Erdreichs die Erde von der Arbeitsfläche (104 b) jedes Werkzeuges (77,177) in Richtung (106) des Raumes (P) geschoben wird, durch-den sich das in der Schraubenlinie (102) vorhergehende Schneidblatt (103) bewegt hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Kabel (111,253) laufend durch die zylindrische Bohrung (17²O des Hohlkörpers (153»253) Mörtelschlamm (Il6,2l6) bis in die Erde geführt wird.

3. Kabelleger zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Werkzeuge so angeordnet sind, daß jeweils das vorlaufende Werkzeug (103) in einer höheren Ebene liegt als das ihm nachfolgende Werkzeug (104).

¹I. Kabelleger nach 'Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche (83) der Werkzeuge (77) der Axialebene vorauseilt.

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5. Kabelleger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche (183) der Werkzeuge (77, 177) der Axialebene nacheilt·

6. Kabelleger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Teil der Werkzeuge die Arbeitsfläche der Axialfläche der Axialebene vorauseilt, bei einem

„ anderen Teil die Arbeitsfläche der Axialebene nacheilt.

7. Kabelleger nach einem der Ansprüche 3 bisS^ dadurch gekennzeichnet., daß in^ dem Hohlkörper■ Durchgangslöcher (91) gefräst sind, deren Längsachse in Ebenen parallel zu KoajElalen liegen, In die der jeweilige Schaft (87,187) der Werkzeuge (77,177) durch Reibung befestigt ist«

8. Kabelleger nach Ansprücii 2, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende ^es Hohlkörpers (153, 253) ein Einfülltrichter angeschlossen ist« " .

9. Kabelleger nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (A) eine Anordnung (Fig· 4) zum Messen de» an den Werkzeugen auftretenden Arbeitswlders tandes hat;, die - eine Yorrichtung zur Regulierung der Fahrtgeschwindigkeit steuert.

10. Kabelleger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem hlntereÄ Teil des Fahrzeuges eine waagerechte Platte angeordnet Ist, die mit dem oberen Teil des die Werkzeuge haltenden Hohlkörpers durch eine von ihr parallel zur Fahrtrichtung herunter hängende Anordnung von Stangen . verbunden ist,

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