DE2657311C3 - Vorrichtung zum Aufbrechen von hartem Boden unter Wasser - Google Patents
Vorrichtung zum Aufbrechen von hartem Boden unter WasserInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbrechen von hartem Boden unter Wasser für das
Saugbaggern rr· einem über den Boden ziehbaren Schleppkopf, an dem mindestens ein entgegen der
Schlepprichtung angestellter Aufreißzahn und in Schlepprichtung gesehen aavor eine Rolle mit am
Umfang verteilten, in den Boden eii.Jringenden Zähnen angeordnet sind.
Bisher wurden zum Aufbrechen von hartem Boden, wie beispielsweise gewachsenem Fels, Aufreißzähne
oder Meißel verwendet, die jedoch wegen der erforderlichen großen Kräfte aufgrund von starkem
Verschleiß und häufig auftretendem Bruch eine nur kurze Lebensdauer aufwiesen. Ein weiterer Nachtei!
war, daß die aufgebrochenen Steinbrocken unterschiedliche Größe aufweisen, was ein Entfernen der
Steinbrocken mittels Saugbaggeranlagen unmöglich machte.
Durch die DE-OS 23 41 051 ist ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Saugbaggern von hartem Boden, in den auch Steine eingebettet sein können, bekannt, bei
dem eine vor dem Meißel arbeitende Rolle mit in den Boden eindringenden Vorsprüngen vorgesehen ist.
Diese Rolle ist mit einem Eigenantrieb versehen und unterstützt den Vortrieb des Schleppkopfes. Für das
Aufbrechen von gewachsenem Fels sind die relativ schlanken Zähne wegen der auftretenden hohen
Biegekräfte und die in erster Linie die Fortbewegung der Rolle fördernde Ausrichtung der Zähne nicht
geeignet.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu
schaffen, die besonders zum Bearbeiten von gewachsenem Felsboden unter Wasser geeignet ist, um aus
diesem mit Steinbrocken von annähernd vorgegebener Größe herausbrechen zu können.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Rolle nicht angetrieben ist und die Zähne,
im Querschnitt der Rolle gesehen, die Form von schiefwinkligen Dreiecken haben, deren in Drehrichtung
der Rolle vorn liegende Flanke mit der durch die Spitze des Dreiecks verlaufenden Radiallinie einen
Winkel von 45° und deren hintere Flanke mit dieser Radiallinie einen Winkel von ca. 30° einschließt.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können vor dem Aufreißzahn in dem aufzubrechenden gewachsenen Felsboden Rißlinien in regelmäßigen, den Abständen der Zähne an der Rolle entsprechenden Abständen eingearbeitet werden, die ein Ausbrechen voii· Steinbrocken in etwa vorgegebener Größe ermöglichen. Außerdem wird die auf den Aufreißzahn wirkende Kraft durch dessen Form ohne Schaden aufgenommen und damit kann dessen Lebensdauer verlängert werden.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können vor dem Aufreißzahn in dem aufzubrechenden gewachsenen Felsboden Rißlinien in regelmäßigen, den Abständen der Zähne an der Rolle entsprechenden Abständen eingearbeitet werden, die ein Ausbrechen voii· Steinbrocken in etwa vorgegebener Größe ermöglichen. Außerdem wird die auf den Aufreißzahn wirkende Kraft durch dessen Form ohne Schaden aufgenommen und damit kann dessen Lebensdauer verlängert werden.
Die Zähne können als in Längsrichtung der Rolle verlaufende Keile oder als schräge Kegel ausgebildet
sein. Derartige Rollen sind an sich durch Straßenbearbeitungsgeräte, beispielsweise zum Aufbrechen von
Straßenbelägen, bereits bekannt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
Fig.! eine schematische Darstellung eines Schiffes
mit einer Vorrichtung zum Aufbrechen von hartem Boden unter Wasser,
F i g. 2 eine schematische Ansicht der Vorrichtung aus F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,
Fig.3 eine Ansicht der Vorrichtung in Pfeilrichtung
V-V aus der F i g. 2,
F i g. 4 eine Rolle in der Draufsicht,
Fig. 5 eine andere Rolle gemäß Fig. 2 in der Draufsicht, teilweise im Schnitt,
F i g. 6 einen Schnitt entlang der Linie X-X durch die Rolle gemäß der F i g. 5,
F i g. 7 eine andere Ausführungsform einer Aufbrechvorrichtung in der Seitenansicht und
Ji Fig.8 eine weitere Ausführungsform einer solchen Vorrichtung.
Ji Fig.8 eine weitere Ausführungsform einer solchen Vorrichtung.
Bei der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung werden durch wenigstens einen, vorzugsweise eine
Reihe nebeneinander und in einem Abstand zueinander angeordneter Meißel 3 Steinbrocken aus einem unter
Wasser 1 liegenden harten Boden 2 gelöst. Die obere Schicht 4 des harten Bodens 2 wird an über die
Bodenfläche verteilten Stellen 5 (F i g. 2) durch Eindringen der Zähne 6 angerissen.
ή Die in den F ι g. I bis 3 dargestellte Vorrichtung
besteht aus einer Saugbaggeranlage 7, die ein mit Fortbewegungsmitteln, wie einer angetriebenen
Schraube 11, versehenes, in der Fortbewegungsrichtung
9 fahrendes Fahrzeug 8 mit einem Laderaum 10 und einer Pumpe 12, ein an die Pumpe 12 angeschlossenes,
schwenkbar am Fahrzeug 8 aufgehängtes Saugrohr 14, ein an diesem schwenkbar befestigtes Saugrohr 13,
einen an dieses angeschlossenen Schleppsaugkopf 18 und — in der Fortbewegungsrichtung 9 gesehen — eine
Vi vorne am Schleppsaugkopf 18 angebrachte Rolle 22 enthält. Die Stellung der Saugrohre 13 und 14 ist mittels
Winden 15 und Kabel 16 einstellbar. Eine Preßleitung 17 verbindet die Pumpe mit dem Laderaum 10. Der
Schleppsaugkopf 18 ist um ein oberes Gdenk 19 Wi schwenkbar mit dem Saugrohr 13 verbunden. Eine
untere Verbindung 20 mit zwei Brechbolzen 21 erlaubt bei Überlast eine ausweichende Hochschwenkung des
Schleppsaugkopfes 18 um das Gelenk 19. Der Schleppsaugkopf 18 bildet ein Gestell, das sowohl den
'-,■; Meißel 3 als auch die Rolle 22 mit einer Anzahl einen
Abstand a zueinander aufweisender Zähne 23 trägt. Die Rolle 22 ist über die Bodenfläche 25 bewegbar und weist
an ihrem Mantel 24 die Zähne 23, bestehend aus in einer
Spitze endenden Stiften, auf. Nach den F i g. 1 bis 3
haben die Zähne 23 die Form schräger Kegel, wobei, in der Drehrichtung 29 gesehen, die Vorderfläche 26 der
Zähne 23 einen Winkel b (F i g. 6) mit der Radiallinie 27 von 45° einschließt, während die hintere Fläche 28 einen
kleineren Winkel c (Fig.6) von ca. 30° mit der
Radiallinie 27 einschließt
Die Zähne 23 sind aus Gußstahl mit einer zulässigen Spannung von '00 N/mm2 hergestellt und werden mit
einer vertikalen Kraft F von z. B. 400 bis 500 kN in die Bodenfläche 25 gedrängt und haben eine Länge von z. B.
73 cm. Die Vorrichtung eignet sich daher zum Bearbeiten eines steinigen Bodens, z. B. Sandstein und
Kalkstein, mit einer Spaltfestigkeit von 1 kN/cm3. Zum Herausbrechen von Felsbrocken werden Meißel 3
benutzt, die je eine horizontale Kraft von 360 kN zur Bearbeitung eines Bodenstreifens mit einer Breite c/von
55 cm bei einer Meißeleinstecktiefe e von 25 cm aufnehmen können.
Die Vorrichtung enthält ferner eine Anzahl gesonderter MeiBeiträger 30 mit je einem Meißel 3, welche über
ein durch einen Brechstift 31 gebildetes Bremselement
mit einem Gelenk 32 mit einem Rahmen 33 des Schleppsaugkopfes 18 verbunden sind. Bei Überlastung
des Brechstiftes 31 kann ein Meißelträger 30 um sein Gelenk 32 in bezug auf den Rahmen 33 schwenken und
somit in bezug auf den Schleppsaugkopf 18 ausweichen. Der Rahmen 33 ist an sich um das Gelenk 34 in bezug
auf den Schleppsaugkopf 18 entgegen dem Druck eines Federelementes 35 schwenkbar, welches ein stark
komprimiertes Gaskissen 36 aufweist. Bei Überlastung über einen vorherbestimmten Wert schwenkt der
Rahmen 33, und es treten alle Meißel 3 aus dem Boden 2 heraus. Das Federelement 35 drückt dann die Meißel 3
wieder allmählich in den Boden 2 hinein.
Abtastmittel, z. B. in Form einer elektrischen Leitung 37, geben den Bruch des Brechstiftes 31 an und sind mit
einem an der Bedienungsstelle 38 des Fahrzeugs 8 angeordneten Anzeiger 39 gekoppelt. Durch ein Loch
40 jedes Meißelträgers 30 ist die Leitung 37 geführt, die im Falle einer Schwenkbewegung des Meißelträgers 30
in bezug auf den Rahmen 33 unterbrochen wird.
Der Rahmen 33 ist in bezug auf den Schleppsaugkopf 18 einstellbar, da die Gelenkachse 43 des Federelements
35 mittels Abstandsplatten 41 in der axialen Richtung des Federelements 35 zwischen Stüizen 42 verstellbar
ist. Dadurch ist die Eindringtiefe e des Meißels 3 einstellbar.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach den Fig. 1
bis 3 ist folgende: Wählend das Fahrzeug 8 von der Schraube 11 in der Fortbewegungsrichtung 9 angetrieben
wird, iit der die Rolle 22 tragende Schleppsaugkopf 18 durch die Schleppmittel bildenden Saugrohre 14 und
13 mit dem Fahrzeug 8 gekuppelt, das den Schleppsaugkopf 18 fortschleppt, der mit der Rolle, auf die ein
großer Druck ausgeübt wird, über die Bodenfläche 25 rollt. Infolgedessen werden die Zähne 6 in die Schicht 4
eingedrängt, so daß in der Schicht 4 regelmäßige, einen Abstand /"zueinander aufweisende Risse 44 entstehen,
entlang deren der Brich stattfindet, wenn die Meißel 3 über eine im wesentlichen parallel zur Bodenfläche 25
verlaufende Bahn fortbewegt werden und dabei die
ί obere Schicht 4 vom Boden 2 abbrechen. Es entstehen
dann lose Steinbrocken 45, die nach Maß hochgesaugt werden können, d. h., die Steinbrocken 45 sind so klein,
daß sie mittels der Saugbaggeranlage "/ verarbeitet werden können. Sie können nicht nur in die zwischen
ίο den Meißeln 3 und der Rolle 22 liegende Saugdüse 51
des Schleppsaugkopfes 18 eindringen und bequem infolge der Saugkraft der Pumpe 12 von dem in
Richtung der Pfeile 46 schnell einströmenden Wasser 1 aufwärts gefördert werden, sondern sie können auch
einen mit Schaufeln versehenen Rotor der Pumpe 12 passieren. Durcn den Schleppsaugkopf 18, die Saugrohre
13 und 14, die Pumpe 12 und die Preßleitung 17 gelangen die Steinbrocken 45 in den Laderaum 10.
Die in der Fig.4 dargestellte Rolle 22 für einen Schleppsaugkopf 18 besteht aus ?iner Reihe von Einzelrnllen 53, die in mehr als zwei v»· aneen 56 gelagert sind und entgegen kräftig vorgespannter Federn 54 aufwärts ausweichen können, wenn der zu bearbeitende Boden 2 zu hart wird. Die Zähne 6 dieser Rolle 22 bestehen aus Längsriegeln 55, die einen Abstand u zueinander aufweisen.
Die in der Fig.4 dargestellte Rolle 22 für einen Schleppsaugkopf 18 besteht aus ?iner Reihe von Einzelrnllen 53, die in mehr als zwei v»· aneen 56 gelagert sind und entgegen kräftig vorgespannter Federn 54 aufwärts ausweichen können, wenn der zu bearbeitende Boden 2 zu hart wird. Die Zähne 6 dieser Rolle 22 bestehen aus Längsriegeln 55, die einen Abstand u zueinander aufweisen.
Die in den Fig.5 und 6 dargestellte Rolle 22 ist an beiden Enden in einem selbsteinstellenden, sphärischen
Lager 58 gelagert, wodurch die Rolle 22 unbedenklich
JO elastisch verformbar ist. Der Mantel 59 der Rolle ist mit Schweißplatten 60 versehen, an denen Gußstücke 61
festgeschweißt werden können, die aus je einem Ringteil 62 mit zwei, an diesem angeformten Zähnen 6
bestehen.
JO In der Fig. 7 ist eine andere Vorrichtung zum
Aufbrechen von hartem Boden dargestellt, bestehend aus einem Gestell 52, welches sich auf die Rolle 22 und
eine Laufrolle 63 stützt und welches mit Meißeln 3 versehen ist. Das Gestell 52 wird über ein Kabel 64 von
·»« einem Schlepper bewegt. Die Meißelträger 30 sind
durch einen Brechstift 66 und ein Gelenk 67 je schwenkbar am Rahmen 33 befestigt, der entgegen der
Wirkung eines ein Gaskissen 36 enthaltenden Federelementes 35 aufwärts schwenkbar ist. Die Laufrolle 63 ist
4"> mit kurzen Zähnen 81 versehen, die auch, jedoch in
geringerem Maße als die Zähne 6, in die Oberschicht 4 eindringen. Nachdem die Steinbrocken 45 aus der
Oberfläche des Bodens 2 durch Rollen des Gestells 52 in parallelen, aneinandergrenzenden Streifen aufgebro-
■V) chen ist, werden die Steinbrocken 45 mittels einer üblichen Saugbaggeranlage hochgesaugt.
In der Fig. 8 ist ein Schleppsaugkopf 79 dargestellt,
dessen Saugdüsen 80 — in Fortbewegungsrichtung gesehen — hinter den Meißeln 3 und der Rolle 22
v> angeordnet ist. Die Meißel 3 und die Zähne 6 greifen
gleichzeitig in die Spalte 82 ein, wodurch bei bestimmten Gesteinsarten eine besonders gute Aufbrechwirkung
erzielt werden kann.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Vorrichtung zum Aufbrechen von hartem Boden unter Wasser für das Saugbaggern mit einem
über den Boden ziehbaren Schleppkopf, an dem mindestens ein entgegen der Schlepprichtung
angestellter Aufreißzahn und in Schlepprichtung gesehen davor eine Rolle mit am Umfang verteilten,
in den Boden eindringenden Zähnen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rolle (22) nicht angetrieben ist und die Zähne (6 bzw. 23), im Querschnitt der Rolle gesehen, die Form von
schiefwinkligen Dreiecken habe, deren in Drehrichtung der Rolle vorn liegende Flanke mit der durch
die Spitze des Dreiecks verlaufenden Radiallinie einen Winkel von 45° und deren hintere Flanke mit
dieser Radiallinie einen Winkel von ca. 30° einschließt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
däCdie Zähne (6) als in Längsrichtung der
Rolle verlaufende Keile ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (6) als schräge Kegel
ausgebildet sind.
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DE2657311B2 DE2657311B2 (de) | 1980-02-28 |
DE2657311C3 true DE2657311C3 (de) | 1980-10-16 |
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