DE2903675A1 - Vorrichtung fuer die bildung unterirdischer tunnel - Google Patents
Vorrichtung fuer die bildung unterirdischer tunnelInfo
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Description
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Bildung unterirdischer Tunnel im Erdreich durch Verdichtung
und teilweisen Abtrag des Bodens.
Die Erfindung eignet sich für den Bau horizontaler unterirdisch verlegter Versorgungsleitungen vor allem
mit großem Durchmesser, aber auch für den Bau geneigter und vertikaler Tunnel mit von unten nach oben gerichteten
Vortrieb.
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Bekannt ist eine Vorrichtung für die Bildung unterirdischer Tunnel- in Form - von Bohrlöchern. durch Verdichtung
des Erdreichs und dessen teilweisen Abtrag (DT-PS 1 193 081), die ein Gehäuse aufweist,das aus
zv/ei hintereinander gelegenen Rohren besteht, die sich gegenläufig
drehen können. Auf der Oberfläche dieser Rohre
sind spiralenförmig Kammern angebracht, in denen frei drehbar Y/alzen untergebracht sind. Dabei hat die Schraubenlinie,
auf der die Walzen liegen, auf einem Gehäuseteil einen Rechtsdrall und auf dem anderen Gehäuseteil einen Linksdrall.
In dem ringförmigen Raum zwischen dem Gehäuse und dem Umkreis der Vorrichtung ist ein Elektromotor als Antrieb
der Vorrichtung installiert. Der vordere Rand des Gehäuses ist zugespitzt. Beim Einschalten des Liotors beginnen
beide Gehäuseteile gegenläufig zu rotieren. Dabei laufen die Walzen beider Gehäuseteile, deren Achsen in
entgegengesetzte Richtungen geschwenkt sind, auf einer Spirallinie über die Bohrlochwand und erzeugen damit die
vorwärts gerichtete Bewegung der Vorrichtung. Das rotierende Gehäuse bohrt sich mit seinem zugespitzten Rand ins
Endreich, und der Innenraum des Gehäuses füllt sich mit Erde. Sobald die Vorrichtung auf ihrer gesamten Länge mit
Erde gefüllt ist, wird sie zurückgeführt, entleert, und der Vorgang wiederholt sich.
Bin Hachteil der Vorrichtung, der sie praktisch betriebsunfähig
macht, besteht in dem im Verhältnis zum
Durchmesser des entstehenden Bohrlochs sehr kleinen Durchmesser der Walzen, mit deren Hilfe die Bohrlochwand verdichtet
wird. Derartige Walzen verursachen ein Abbröckeln der Erde von der Bohrlochwand und ein Verstopfen durch
Schrämjnaterial
Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus dem Verfahren zur Bildung des Erdkerns durch axiales Abstechen mit Hilfe eines
rotierenden Gehäuses der Vorrichtung. Dieses Verfahren erfordert eine erhebliche axiale Kraft, die die V/alzen mit
verhältnismäßig geringem Durchmesser nicht erzeugen können» Es ergeben sich große EnergieVerluste infolge der
.Reibung mit dem Erdreich.
Ein dritter Nachteil besteht in der Schwierigkeit, einen genügend starken Liotor in dem engen, ringförmigen Raum ■ ·--'
zwischen der Oberfläche des Gehäusekörpers und der Wand
des entstehenden Bohrlochs unterzubringen.
Bekannt ist weiterhin eine Vorrichtung (Urheberschein der UdSSR 407143) für die Bildung unterirdischer Tunnel,
in Form von Bohrlöchern in der Erde, dessen Arbeitsorgan eine hohle Exzenterwelle ist, auf deren Lagerzapfen
drehbar kegelförmige Rollen angebracht sind. Im Innern des
vorderen Teils der Welle befindet sich eine kegelförmige Schnecke, deren Spitze zum Schwanzende der Vorrichtung gerichtet
ist. Sie dient als Fräse und Transportmittel eines Teils des Erdreichs ins Innere der Vorrichtung, wo sich ein
Mischer mit einer Bindemitbellösung befindet. Vom Mischer
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■— 1 ~
gehen in radialer Richtung Zuführungsschnecken aus, die zusammen mit einer im Gehäuse untergebrachten zylindrischen
Rolle die Erde und die Bindemittellösung auf die Bohrlochwand aufbringt. Die Yorrichtung bewegt sich mit
Hilfe eines hydraulischen Schreitmechanismus mittels Hebebocken.
Ein 'Teil der Erde aus der Mitte des entstehenden Bohrloches wird durch die Schnecke aufgelockert und in den
Mischer mit der Lösung transportiert. Gleichzeitig wird der Durchmesser des Bohrlochs durch Verdichtung des Erdreichs
mit Hilfe von exzentrisch auf der.Welle befestigten Hollen
vergrößert. Die Zuführungsschnecken bringen die aufgelöcherte
Erde mit der Bindemittellösung aus dem Mittelteil der Yorrichtung in radialer Richtung zu der Bohrlochwand,
v/o sie mit Hilfe einer zylindrischen Exzenterrolle aufgebracht und in die bereits verdichtete Bohrlochwand eingerollt
wird·
'Dbs Nachteil der Vorrichtung besteht in ihrer Betriebsunsicherheit, die dadurch verursacht wird, daß die Erde
durch einen sich zum Schwanzende der Vorrichtung verjüngenden Kanal transportiert wird, was zu Verstopfungen des Kanals
führt, und daß die Vorrichtung nicht aus dem Bohrloch zurückgeführt werden kann, da nach dem Aufbringen des abgetragenen
Erdreichs auf die Bohrlochwand der Durchmesser des Bohrlochs kleiner ist als der Durchmesser der Vorrichtung.
Bekannt ist weiterhin eine Vorrichtung für die BiI- .
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dung unterirdischer Tunnel in Form von Bohrlöchern im
Erdreich durch dessen Verdichtung mittels Walzen. . Die US-PS 3 926 267 zeigt eine Exzenterwelle
mit einem kegelförmigen Element im vorderen Teil. Auf den
Lagerzapfen der Welle befinden sich Walzen, wobei die Achsen der Lagerzapfen der Welle derart zur Längsachse der
Vorrichtung geneigt sind, daß die Laufbahn der Walzen eine Hau τη spirale bilden. Bei Rotation der Welle verdichten das
exzentrisch auf den einen Winkel mit der Längsachse der Vorrichtung bildenden Lagerzapfen angebrachte kegelförmige
Element und die kegelförmigen Walzen nacheinander die Bohrlochwand und vergrößern den Durchmesser des Bohrlochs. Dabei
gelangt jede nachfolgende Walze auf den Abschnitt des Bohrlochs, der von der vorangegangenen Walze gebildet worden
ist, und formt so die Bohrlochwand. Da die Achsen der Lagerzapfen der Welle, auf denen sich das kegelförmige Element
und die Walzen befinden, zur Achse der Vorrichtung nicht parallel, sondern so geneigt sind, daß die Laufbahn
der Walzen auf der Bohrlochwand eine Spirale bildet, entsteht eine axial gerichtete Bewegungskomponente der Walze,
wodurch die Vorwärtsbewegung der Vorrichtung allein durch die Rotation der Welle ohne irgendwelche Hilfsmechanismen
gewährleistet wird.
In dieser Vorrichtung kann das Reaktionsdrehmoment von der Exzenterwelle z.B. von einem Stabilisator, der auf dem
Motorgehäuse befestigt ist und sich bei Bewegung der Vor-
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richtung in die Bohrlochwand einschneidet oder von Rädern, die an die Bohrlochwand gepreßt werden, aufgenommen v/erden.
Die beschriebene Vorrichtung funktioniert gut ■ beim Bau von Bohrlöchern mit verhältnismäßig geringem
Durchmesser bis etwa 1 m. Bei Bildung von Bohrlöchern mit größerem Durchmesser bis zu einigen Metern wird die Erde
um das Bohrloch so stark verdichtet, daß sich bei geringer Eindringtiefe der Vorrichtung der Boden wölbt und die Vorrichtung
aus der Erde heraus kommt.
Sin anderer Nachteil der Vorrichtung besteht darin, daß bei Schaffung von Bohrlöchern mit großem Durchmesser
der Energieaufwand sehr hoch ist, was dadurch verursacht wird, daß große Erdmassen, die aus dem gesamten Volumen
des Bohrlochs verdrängt werden, in das umgebende Erdreich gepreßt vier den müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für die 3ildung unterirdischer Tunnel zu schaffen,
die die Bildung von Bohrlöchern im Erdreich mit vor allem großem Durchmesser ermöglicht mit teilweisem Abtrag der
Erde und Verdichtung der Bohrlochwände unmittelbar durch die Vorrichtung bei deren Vorwärtsbewegung.
Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung für die Bildung unterirdischer Tunnel durch Verdichtung
des Brdreichs, die eine Exzenterwelle aufweist,
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"Π —
auf deren Lagerzapfen nacheinander, vom Abbaustoß gesehen, ein kegelförmiges Element und kegelförmige Walzen angebracht
sind, die zusammen einen sich kegelförmig erweiternden Körper bilden, und frei drehbar um die erwähnte Exzenterwelle
gelagert sind, die mit der Antriebswelle des Antriebs für die Rotation der Exzenterwelle und die Vorwärtsbewegung
der Vorrichtung im Innern des Tunnels verbunden ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das kegelförmige
Element
einen durchgehenden, längsgerichteten Diffusorkanal hat,
dessen Querschnitt sich in Richtung vom Abbaustoß vergrößert, wobei der minimale Querschnitt des Kanals im kegelförmigen
Element um soviel kleiner als der minimale Querschnitt des Kanals der Exzenterwelle ist, daß der lichte
Querschnitt des Kanals im kegelförmigen .Element beim" Betrieb
der Vorrichtung praktisch in den Grenzen des minimalen lichten Querschnitts des Kanals der Exzenterwelle liegt
und beide zusammen einen Durchgangskanal für den Transport des Erdreichs bilden, das teilweise beim Betrieb der Vorrichtung
abgetragen wird·
Diese Vorrichtung für die Bildung
von Tunnels im Erdreich ermöglicht es, einen Erdkern durch gleichzeitige Längs- und Querbewegung der Schneidkanten des
kegelförmigen Elements, das an der Spitze der Vorrichtung montiert ist, zu formen, was wesentlich die axial gerichtete
kraft beim Eindringen der Vorrichtung ins Erdreich
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verringert und ein Verstopfen des Kanals der Vorrichtung
mit Erde verhindert. Die Erweiterung des Kanals der Welle zum Schwänzende erleichtert das Abtragen der Erde durch die
Vorrichtung.
Wenn die Bildung eines aufgelockerten . Brdkerns erwünscht ist, ist es zweckmäßig, im Kanal der
Exzenterwelle senkrecht zur Bewegungsrichtung der Erde ein Messer anzubringen, das mit seiner Schneide zum Abbaustoß
gerichtet ist, und es starr mit der Wand der Exzenterwelle und gelenkig mit der Antriebswelle des Antriebs zu verbinden·
Dadurch wird der Erdkern für den folgenden Transport der Erde durch den Hohlraum der Vorrichtung gelockert.
In einigen Fällen ist es zweckmäßig, im Kanal der Exzenterwelle einen Elektromotor für den Antrieb unterzubringen,
der außen am Gehäuse Schneckenbleche für den Transport der Erde im Innern des Kanals der Exzenterwelle hat« Solch
eine.Ausführung der Vorrichtung erleichtert ein schnelles
Abtragen des gelockerten Erdkerns, da er durch die Sehnekkenbleche in Längsrichtung transportiert wird«
Wenn ein ganzer, unzerstörter Erdkern gewonnen werden soll, ist es zweckmäßig, in der Vorrichtung auf der Exzenterwelle
von seiten des Abbaustoßes einen Elektromotor anzubringen, dessen Rotor hohl ist, und ihn starr mit der Exzenterwelle
zu verbinden, so daß er die Welle derart umschließt, daß der Hohlraum des Rotors die Fortsetzung des
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Kanals der .exzenterwelle bildet. Am Gehäuse des Elektromotors
werden Längsrippen angebracht, die das Reaktionsdrehlaoment
auf die Wand des entstehenden Tunnels übertragen. Eine solche Ausführung der Vorrichtung erhöht ihre Betriebseffektivität durch die Bildung von für den weiteren Transport
geeigneten Brdkernen ohne ihre Auflockerung.
In einigen Fällen ist es erwünscht, auf der Exzenter- . welle auf der Seite des Abbaustoßes einen Elektromotor anzubringen,
dessen Rotor hohl und starr mit der Exzenterwelle verbunden ist, so daß er sie derart umschließt, daß der
Hohlraum des Rotors die Fortsetzung des Kanals der Exzenterwelle bildet, wobei der Stator über eine Klauenflanschkupplung
mit der letzten der kegelförmigen Walzen, die ebenfalls
untereinander durch Klauenflanschkupplungen verbunden
sind, verbunden werden muß. Eine solche Lösung ermöglicht eine Rotation der Exzenterwelle relativ zu den mit der Bohrlochwand
in Kontakt stehenden Walzen, wodurch die Bohrlochwände erhalten bleiben.
Zur Vereinfachung der Vorrichtung beim Verlegen von Bohrlöchern mit großem Durchmesser ist es zweckmäßig, daß
im Innern wenigstens eines Teils der kegelförmigen Walzen auf den Lagerzapfen der Exzenterwelle elektrische Antriebsmotoren.mit hohlen Rotoren derart installiert werden, daß
ihre Rotoren die Lagerzapfen der Exzenterwelle umschließen -·. und starr mit ihr verbunden sind und die Statoren starr mit
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der Innenfläche der entsprechenden kegelförmigen Walzen verbunden sind. Eine solche Konstruktion der Vorrichtung gestattet
eine rationellere Ausnutzung des Raumes im Innern der Vorrichtung und die Schaffung einer kompakten .Konstruktion
für das Vortreiben von Tunnels im Erdreich sowie eine
bessere Kühlung der Motoren.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise
näher erläutert. Es zeigt: ·-
. 1 im Längsschnitt eine erste Ausführungsform .· einer Vorrichtung für die Bildung unterirdischer Tunnel
im Erdreich, bei der ein Elektromotor im Innern der Exzenterwelle installiert ist,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1;
Pig. 3 eine· zweite Ausführungsform der Vorrichtung
für die Bildung, unterirdischer Tunnel im Erdreich, die
durch einen Motor mit hohlem Rotor angetrieben wird, und bei der das Reaktionsdrehmoment mit Hilfe eines Stabilisators
aufgefangen wird;
Fig. 4 eine dritte" Ausführungsform der Vorrichtung für die Bildung unterirdischer Tunnel im ürdreich,
die mit Antriebswalzen ausgerüstet ist, die mit dem Stator des Eotors durch Klauenflanschkupplungen verbunden
sind j
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Fig. 5 eine Klauenflanschkupplung der Vorrichtung
von Fig. 4; und
Fig. 6 eine vierte Ausführungsform der Vorrichtung für die Bildung unterirdischer Tunnel im Erdreich,
die mit in den Walzen eingebauten Elektromotoren ausgerüstet ist.
Die Vorrichtung für die Bildung unterirdischer Tunnel im Erdreich von Fig. 1 hat ein kegel- . .
förmiges Element 1 ,. das vor der Exzenterwelle 2 .*
auf deren Lagerzapfen 3 angebracht ist. Hinter dem kegelförmigen Element 1 befinden sich auf entsprechenden Lagerzapfen
der Welle kegelförmige Walzen 4. Die Achsen der Lagerzapfen der Exzenterwelle 2 sind so gestellt, daß bei'einer
Rotation der Welle 2 das kegelförmige Element 1 und die WaI-zen 4 eine Raumspirale beschreiben und somit die Vorwärtsbewegung
der Vorrichtung gewährleisten, indem sie sich in das Erdreich hineinschrauben. Die Exzenterwelle 2 hat einen
längsgerichteten durchgehenden Diffusorkanal, der sich
zum Schwanzende erweitert. Das erleichtert das Austragen der Erde aus der Vorrichtung beim Anlegen horizontaler
oder nach oben geneigter Tunnel. Das kegelförmige Element ,'1. (Fig. 1, 2) hat ebenfalls einen durchgehenden, längsgerichteten
Diffusorkanal, dessen minimaler Querschnitt um
soviel kleiner als der minimale Querschnitt des Kanals der
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Exzenterwelle 2 ist, daß der lichte Querschnitt des Kanals im kegelförmigen Element 1 beim Betrieb der Vorrichtung
praktisch, in den Grenzen des minimalen lichten Querschnitts des Kanals der Exzenterwelle 2 liegt und beide zusammen
einen Durchsangskanal für den Transport der Erde bilden, die teilweise beim Betrieb der Vorrichtung abgetragen
wird. Dabei ist der Durchmesser des Kanals des kegelförmigen Elements 1 um mindestens die doppelte Größe der Exzentrizität
"e" des Lagerzapfens 3 der Welle 29 auf der sich
das kegelförmige Element 1, das praktisch die erste Walze
der Vorrichtung darstellt, befindet, kleiner als der minimale Durchmesser der Öffnung in der Exzenterwelle 2 der
Vorrichtung. Das hat den Zweck, daß bei der Bildung des Erdkerns 5 und der Vorwärtsbewegung der Vorrichtung im Tunnel
der Kern frei in den Kanal der Welle 2 eintreten kann.
Die zugespitzte Kante des kegelförmigen Elements 1 erweitert
sich an der Innenseite 6 (Pig«, 1). Dadurch verringert
sich die auf den Kern bei dessen Formung durch das kegelförmige Element 1 einwirkende Kraft.
Im Kanal der Exzenterwelle 2 ist ein Elektromotor 7 mit einem Stabilisator 8 für die Aufnahme des Beaktionsdrehmoments
von der Welle 2 in Form von Längsrippen am Ende
untergebracht· Dadurch, daß der Durchmesser des den Stabilisator 8 umschreibenden Kreises größer ist als der Durchmesser
des ausgewalzten Bohrlochs, dringt der Stabilisator in die Bohrlochwand ein und verhindert ein zur Exzenterwel-
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le 2 gegenläufiges Drehen des Motors 7· An der Oberfläche
des Motors 7 sind Schneckenbleche 9 angebracht, die den !Transport der mit Hilfe eines Messers 10 aufgelockerten
Erde 11 erleichtern. Das Messer 10 stellt gleichzeitig ein Element dar, das mit Hilfe einer Gelenkkupplung 12
die Verbindung zwischen dem Motor 7 und der Exzenterwelle
2 herstellt. Der Elektromotor 7 wird durch das Kabel 13
gespeist.
Die Vorrichtung arbeitet folgender- ... maßen. Vor dem Anlassen der Vorrichtung wird sie in ein
vorbereitetes Mundloch eingeführt, dessen Längsschnitt dem Längsschnitt der Vorrichtung derart entspricht, daß wenigstens
einige vordere Walzen 4 und das kegelförmige Element 1 mit dem Erdreich in Kontakt kommen und der Stabilisator
8 das Drehmoment aufnehmen kann. Beim Einschalten des Motors 7 beginnt die Welle 2 zu rotieren. Dabei rollen die
V/alzen 4 über die Wand des Mundlochs des Tunnels und bewegen
dadurch die Vorrichtung vorwärts, wobei sie das Erdreich verdichten und die Wände des Bohrlochs formen. Beim
weiteren Eindringen der Vorrichtung ins Erdreich und Vergrößerung des Reaktionsdrehmoments der Welle 2 kommt der
Stabilisator 8 in dichtere Abschnitte der Bohrlochwand und nimmt das anwachsende Drehmoment völlig auf. Gleichzeitig
entsteht der Erdkern 5 Biit Hilfe der vorderen Kante
des kegelförmigen Elements 1 infolge dessen komplizier-
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-M-
ter Bewegung. Das kegelförmige Element 1 bewegt sich gleichseitig in radialer Richtung um die Größe der doppelten Exzentrizität
"e'r (Pig. 2) des Lagerzapfens 3 der Welle 2,
rollt mit seiner zugespitzten Kante über die Basis des Kerns 5 infolge der Schwenkung der Achse des Lagerzapfens 3 der
Welle 2 zur Erzeugung einer spiralförmigen Laufbahn, rotiert um seine Längsachse infolge des Abrollens über die
Bohrlochwand, und zwar gegenläufig zur Welle 2 und bewegt
sich "vorwärts in Längsrichtung zusammen mit der Vorrichtung.
Eine solche Bewegung der Kante des kegelförmigen Elements 1 vermindert wesentlich die auf die Vorrichtung einwirkende
axiale Kraft und die lieibungsverluste bei der Formung
des Kerns.
Sobald der sich bildende Kern das zusammen 2it der
Welle 2 rotierende Messer 10 erreicht, beginnt dessen Auflockerung. Die Erde 11 des aufgelockerten Kerns wird von
den am Gehäuse des iviotors 7 befestigten Schneckenblechen
erfaßt und schnell durch den Kanal der "Seile 2 transportiert, Dabei wird die Erde 11 im Innern der rotierenden Welle gewälzt,
während die Schneckenbleche 9 zusammen mit dem Gehäuse des Motors 7 nur eine Vorwärtsbewegung entlang der
Längsachse des Tunnels ausführen. Die aufgelockerte Erde 11 kann anschließend aus dem Tunnel nach einem beliebigen
Dekannten verfahren mit Hilfe eines Förderbands oder eines
Ladegeräts oder mit Preßluft entfernt v/erden.
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BAD ORIGINAL
- 1ö -
Diese Konstruktion der Vorrichtung mit einem im■=·
Innern der Exzenterwelle 2 untergebrachten Motor 7 ermöglicht es, als Antrieb weit in der Industrie verbreitete
Elektromotoren oder Getriebemotoren ohne Scharrung spezieller
Motoren für Vorrichtungen zum Vortrieb von !Tunnels im Erdreich zu verwenden.
Fig. 3. zeigt eine andere AusführungsVariante der Vorrichtung
für die Bildung von xunnels im Erdreich.
Die Besonderheit dieser Konstruktion besteht aus dem Elektromotor mit einem hohlen Sotor 14, der so an der Exzenterwelle
2 befestigt ist, daß der Hohlraum des· Rotors 14 die Fortsetzung des Kanals der Welle 2 bildet. Auf dem Gehäuse
des Motors 7 sind LängsvorSprünge als Stabilisatoren 8 ausgebildet
analog wie in der vorigen Konstruktion·
Das Punktionsprinzip dieser Vorrichtung unterscheidet sich nicht von dem oben beschriebenen. Der Unterschied besteht
darin, daß der mit Hilfe des kegelförmigen Elements gewonnene Erdkern 5, eier im Innern des sich zum Schwanzende
hin erweiternden Diffusorkanals der rotierenden Welle
umgewälzt wird, sich auf einer spiralförmigen Laufbahn
nach hinten entlang der Längsachse der Vorrichtung bis zum Ausgang aus der Vorrichtung bev/egt, wo er von bekannten
Transportmitteln aufgenommen wird.
Diese Konstruktion erhöht die Betriebseffektivität der Vorrichtung durch Verringerung der EnergieVerluste
für eine nochmalige Zerkleinerung der Erde beim Brechen des
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gewonnenen Erdkerns und auch durch eine Verbesserung der
Technologie des Abtransports der Erde aus dem 'funnel, die die Verladung und den Transport der Erde in Form ganzer
Erdkerne vorsehen kann.
In Fig. 4 ist eine Variante der Vorrichtung abgebildet,
in der das Reaktionsdrehmoment von der Exzenterwelle
2 nicht mit Hilfe eines Stabilisators wie in den vorherigen Konstruktionen aufgenommen wird, sondern von kegelförmigen
Walzen, mit deren Hilfe das Erdreich verdichtet wird und die Vorwärtsbewegung der Vorrichtung erfolgt.
Außer den oben beschriebenen Elementen der Vorrichtung für die Bildung von Tunnels im Erdreich enthält die
gegebene Vorrichtung Klauenflanschkupplungen 15 (Fig. 5), die zwischen den kegelförmigen Walzen 4 im Zwischenraum zwischen
der letzten Walze und dem Stator des Motors untergebracht
sind. Die Kupplungen 15 haben VorSprünge, die in entsprechende
Aussparungen an den Stirnseiten der Walzen und des Stators eingreifen. Die Flanschkupplungen 15 dienen
der übertragung des Eeaktionsdrehmoments vom Stator' des Motors
7 auf die zueinander nicht axial liegenden kegelförmigen
Walzen 4. Mit Hilfe eines Elements 16 mit Gleitkontakten und eines Starkstromkabels 13 wird der Motor 7 nut elektrischer
Energie versorgt. Die Exzenterwelle 2 der Vorrichtung ist im Unterschied zu der vorher beschriebenen so ausgeführt,
daß die Exzentrizitäten der Lagerzapfen proportional zu den Durchmessern der ihnen entsprechenden WaI-
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zen sind, d.h. die relativen Exzentrizitäten der Lagerzapfen der Welle der Vorrichtung sind untereinander gleich.
Bei dieser Konstruktion rollt jede Walze über die Bohrlochwand mit gleicher Winkelgeschwindigkeit, wobei keine
Spannungen in den Kupplungen 15 infolge einer nicht übereinstimmenden Rotation relativ-zueinander auftreten.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: , Beim Einschalten des Motors beginnt der unbeweglich mit
der Exzenterwelle 2 verbundene Rotor 14 in eine Richtung zu rotieren, während sich der Stator der Vorrichtung und
die mit ihm über die Klauenkupplungen 15 verbundenen Walzen
4 und das kegelförmige Element 1 in die andere Richtung
dreht, wobei sich die Vorrichtung wie auch in den vorangegangenen Varianten ins Erdreich hineinschraubt. Dank
des Elements 16 führt das Kabel I3 nur eine Längsbewegung
aus, während alle anderen Elemente der Vorrichtung rotieren - der Rotor 14 mit der Welle 2 in eine Richtung, der
Stator mit den Walzen 4 und dem kegelförmigen Element 1
in die andere Richtung.
Diese Konstruktion der Vorrichtung, bei der das Reaktionsdrehmoment unmittelbar von den Walzelementen
aufgenommen wird, die untereinander und mit dem Stator des fcotors durch Kupplungen verbunden sind, erhöht die Qualität
der Oberfläche der lunnelwand und verringert die Reibverluste mit dem Erdreich bei Aufnahme des Reaktionsdrehmoments
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von der Exzenterwelle»
Eine weitere Variante der Vorrichtung für die Bildung von Tunnels im Erdreich, die in Fig» 6 abgebildet ist, hat
unbeweglich auf den Lagerzapfen der Exzenterweile 2 befestigte
Elektromotoren mit hohlen Rotoren 14 und Statoren, die in den entsprechenden Walzen 4 untergebracht sind.
Der Betrieb dieser Vorrichtung mit in den Walzen 4 eingebauten Elektromotoren verläuft analog zu den vorherigen
Beispielen. Der Unterschied zu der oben beschriebenen Variante besteht darin, daß in den kegelförmigen Yialzen 4 auf
den Lagerzapfen der Exzenterwelle 2 elektrische Antriebsmotoren mit hohlen Rotoren 14 derart untergebracht sind,
daß ihre Rotoren die Lagerzapfen der Exzenterwelle 2 umfassen und starr mit der ¥/elle verbunden sind, während die
Statoren starr mit der Innenfläche der entsprechenden kegelförmigen
Walzen 4 verbunden sind. Dabei sind die Walzen nicht starr miteinander verbunden, sondern können mit verschiedenen
Geschwindigkeiten rotieren. Die Gleichheit der relativen Exzentrizitäten braucht nicht eingehalten zu
werden« Bei einer solchen Vorrichtung sind die Elemente am rationellsten angeordnet, was die Schaffung einer äußerst
kompakten Konstruktion ermöglicht. Ein weiterer Vorteil dieser Variante ist die gute Kühlung der Elektromotoren, die
in den Walzen untergebracht sind und einen innigen Kontakt mit der kühlen Wand des Tunnels haben.
09832/0661
Claims (6)
1. Vorrichtung für die Bildung unterirdischer Tunnel
durch Verdichtung des Erdreichs, mit einer Exzenterwelle, auf deren Lagerzapfen hintereinander, vom Abbaustoß des Tunnels gesehen,
ein kegelförmiges Element und kegelförmige Walzen befestigt sind, die zusammen einen sich kegelförmig erweiternden
Körper bilden und frei drehbar um die Exzenterwelle sind, die mit der Antriebswelle des Antriebs für die Rotation der
Exzenterwelle und für die Vorwärtsbewegung der Vorrichtung im Innern des Tunnels verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß das kegelförmige Element (1) einen
durchgehenden, längsgerichteten Diffusorkanal hat und die Exzenterwelle (2) ebenfalls einen durchgehenden, längsgerichteten
Diffusorkanal hat, dessen Querschnitt in Richtung vom Abbaustoß des Tunnels zunimmt, wobei der minimale Querschnitt
des Kanals im kegelförmigen Element (1) um soviel kleiner ist
909839/0661
als der minimale Querschnitt des Kanals der Exzenterwelle (2), daß der lichte Querschnitt des Kanals im kegelförmigen
Element (1) beim Betrieb der Vorrichtung praktisch in den Grenzen des minimalen lichten Querschnitts des Kanals der
Exzenterwelle (2) liegt und beide zusammem einen Durchgangskanal für den Transport der Erde bilden, die teilweise beim
Betrieb der Vorrichtung abgetragen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß im Kanal der Exzenterwelle (2) senkrecht
zur Bewegungsrichtung der Erde (11) ein Messer Oo) angebracht
ist, das mit seiner Schneide zum Abbaustoß des Tunnels gerichtet ist und starr mit der Wand der Exzenterwelle (2) und
gelenkig mit der Antriebswelle des Antriebs verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß im Kanal der Exzenterwelle (2) ein elektrischer
Antriebsmotor (7) untergebracht ist, an dessen Gehäuse von außen Schneckenbleche (9) für den Transport der Erde
im Innern des Kanals der Exzenterwelle (2) befef^.gt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich auf der Exzenterwelle (2) auf der
Seite des Abbaustoßes ein Elektromotor (7) befindet, dessen Rotor (14) hohl und starr mit der Exzenterwelle (2) verbunden
ist und die Welle (2) derart umschließt, daß der Hohlraum des Rotors (14) die Fortsetzung des Kanals der Exzenterwelle (2)
909832/0661 BÄD original
bildet, wobei das Gehäuse des Elektromotors (7) von außen Längsrippen für die Übertragung des Reaktionsdrehmoments auf
die Wände des entstehenden Tunnels hat.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich auf der Exzenterwelle (2) auf der
Seite des Abbaustoßes ein Elektromotor befindet, dessen Rotor (14) hohl und starr mit der Exzenterwelle verbunden ist und
die Welle derart umschließt, daß der Hohlraum des Rotors (14) die Fortsetzung des Kanals der Exzenterwelle (2) bildet, wobei
der Stator über eine Klauenflanschkuppiung (15) mit der letzten der kegelförmigen Walzen (4),die miteinander ebenfalls durch
Klauenflanschkupplungen (15) verbunden sind, gekuppelt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß auf den Lagerzapfen der Exzenterwelle
(2) im Innern wenigstens eines Teils der kegelförmigen Walzen (4) elektrische Antriebsmotoren mit hohlen Rotoren derart
untergebracht sind, daß ihre Rotoren die Lagerzapfen der Exzenterwelle (2) umschließen und starr mit ihnen verbunden sind,
wobei die Statoren starr mit der Innenfläche der entsprechenden kegelförmigen Walzen (4) verbunden sind.
909832/0681
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU782576398A SU763535A1 (ru) | 1978-02-01 | 1978-02-01 | Машина дл образовани скважин в грунте |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2903675A1 true DE2903675A1 (de) | 1979-08-09 |
| DE2903675C2 DE2903675C2 (de) | 1982-12-23 |
Family
ID=20747433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE2903675A Expired DE2903675C2 (de) | 1978-02-01 | 1979-01-31 | Vortriebsvorrichtung für das Auffahren unterirdischer Tunnel unter Verdichtung des Erdreiches |
Country Status (4)
| Country | Link |
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| GB (1) | GB2017190B (de) |
| SU (1) | SU763535A1 (de) |
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| FR2416307A1 (fr) | 1979-08-31 |
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