DE3238953A1

DE3238953A1 - Hydro- oder druckluftschild fuer lockerboden

Info

Publication number: DE3238953A1
Application number: DE19823238953
Authority: DE
Inventors: Volker Ing.(grad.) 4270 Dorsten Hentschel
Original assignee: Hochtief AG
Current assignee: Hochtief AG
Priority date: 1982-10-21
Filing date: 1982-10-21
Publication date: 1984-05-03
Also published as: DE3238953C2

Description

Die Erfindung betrifft einen dem Oberbegriff des Anspruches
1 entsprechenden Hydro- oder Druckluftschild für Lockerboden.
Bei einem bekannten Vortriebsschild der genannten Art (US-PS 3 350 889) ist der als Backenbrecher ausgebildete Brecher, der das von der Fördereinrichtung nicht mehr abtransportierbare Bodenmaterial der oberhalb der vorgegebenen Korngröße liegenden Korngröße entsprechend herunterbrechen soll, in dem unmittelbar hinter der Schottwand liegenden trichterförmigen Aufnahmeende angeordnet. Zufolge dieses Brechers werden zwar die Abstände der Stillstandszeiten des Vortriebsschildes, die zum manuellen Entfernen des nicht abtransportierten, in der Abbaukammer vor der Schottwand angesammelten Bodenmaterials erforderlich sind, gegenüber solchen Vortriebsschilden ohne Brecher, auch wenn diese ein von der Schottwand und einer zu dieser im wesentlichen parallelen, unmittelbar hinter dem Abbauwerkzeug angeordneten Tauchwand gebildetes Abteil aufweisen (vgl. Festschrift "100 Jahres Wayss & Freytag 1875-1975", S. 250 bis 256), verlängert. Dieser Vorteil steht jedoch in keinem Verhältnis zu dem durch den zusätzlichen Einsatz des Brechers bedingten konstruktiven Mehraufwand, weil dieser Brecher zufolge seiner Anordnung im Aufnahmeende einerseits nur verhältnismäßig kleinbauend sein sowie damit bezüglich der verarbeitbaren Maximalkorngröße nur unwesentlich über der vorgegebenen Korngröße liegen kann und sich verhältnismäßig leicht mit Bodenmaterial zusetzen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Vortriebsschild der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß der Brecher Bodenmaterial wesentlich größerer Korngröße herunterbrechen und den Abtransport des Bodenmaterials nicht mehr behindern kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. - Die Erfindung nutz hierbei die Erkenntnis, daß das angestrebte Ziel zunächst grundsätzlich nur erreichbar ist, wenn der Brecher nicht mehr im Wanderungsweg des von der Fördereinrichtung abzutransportierenden Bodenmaterials liegt und für den Brecher der zwischen Abbauwerkzeug bzw. Tauchwand und Schottwand vorhandene Raum im Schildmantel genutzt wird. Von besonderer Wichtigkeit ist in diesem Zusammenhang, daß dafür Sorge getragen wird, daß der Brecher nicht von Bodenmaterial mit über der vom Brecher herunterbrechbaren Maximalkorngröße liegender Korngröße blockierbar ist; hierzu dient der dem Brecher vorgeschaltete Beschickförderer.
Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Hydro- oder Druckluftschildes ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert; es zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Hydroschild für Lockerboden, Fig. 2 einen Querschnitt A-A durch den Gegenstand nach der Fig. 1, Fig. 3 einen Fig. 2 im wesentlichen entsprechenden Querschnitt durch eine andere Ausführungsform und Fig. 4 einen Längsschnitt B-B durch den Gegenstand der Fig. 3.
Der für das Arbeiten in Lockerboden bestimmte Hydroschild, der ohne weiteres auch als Druckluftschild ausgeführt sein könnte, weist zunächst einen Schildmantel 1 auf. Im Schildmantel 1 ist vermittels einer zu seiner Längsachse senkrechten Schottwand 2 eine nach hinten geschlossene vordere Abbaukammer 3 gebildet. In der Abbaukammer 3 ist mit Abstand von der Schottwand 2 ein Abbauwerkzeug 4 in Form eines Schneidrades angeordnet, dessen Antriebs- bzw. Lagerwelle 5 die Abbaukammer 3 zentral durchsetzt, aber auch zentrisch durchsetzen könnte. Das Abbauwerkzeug 4 bzw. Schneidrad ist über einen hinter der Schottwand 4 auf die Welle 5 aufgesetzten Motor 6 antreibbar. Das dabei gelöste Bodenmaterial wird mit Hilfe einer hydraulischen Fördereinrichtung, von der in Fig. 1 nur ein Teil einer Absaugleitung 7 dargestellt ist, entfernt, soweit es eine vorgegebene Korngröße nicht überschreitet. Die Absaugleitung 7 istim Fußbereich der Schottwand 2 durch diese hindurchgeführt und endet mit ihrem Aufnahmeende 8 kurz vor der Schottwand 2 in der Abbaukammer 3.
Bodenmaterial mit einer oberhalb der vorgegebenen Korngröße liegenden Korngröße ist mit Hilfe eines Brechers 9 bzw. 10 herunterbrechbar. Dieser Brecher 9 bzw. 10 ist in einem Abteil 11 der Abbaukammer 3, das von der Schottwand 2 und einer zu dieser im wesentlichen parallelen, unmittelbar hinter dem Abbauwerkzeug 4 angeordneten Tauchwand 12 gebildet ist, angeordnet, und zwar - höhenmäßig gesehen - oberhalb des Aufnahmeendes 8 und unterhalb eines in Umlaufrichtung (Pfeil 13) ersten Überkopfsektors 14 eines Beschickförderers 15, der im Abteil 11 längs der Innenseite des Schildmantels 1 umläuft und mit innenseitigen Mitnehmern 16 versehen ist, deren Höhe und Abstand derart bemessen sind, daß in den zwischenliegenden Materialtaschen 17 nur solches Bodenmaterial in den Überkopfsektor 14 überführbar ist, dessen Körngröße höchstens der vom Brecher 9 bzw. 10 herunterbrechbaren Maximalkörngröße entspricht. Vom Beschickförderer 15 aufgenommenes Bodenmaterial, das größer als die Maximalkorngröße ist, fällt vor Erreichen des Überkopfsektors 14 zurück, während das in den Materialtaschen 17 verbliebene Bodenmaterial im Überkopfsektor 14 des Beschickförderers 15 durch Schwerkraft aus den Materialtaschen 17 herausfällt und über einen Aufgabetrichter 18 dem Brecher 9 bzw. 10 zugeführt wird. Zwängungen können beim Hcchtransport des Bodenmaterials nicht auftreten, weil die Materialtaschen seitlich offen sind bzw. die Mitnehmer 16 einen ausreichenden Abstand von der Tauchwand 12 und Schottwand 2 wahren.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht der Brecher aus einem Backenbrecher 9 mit Schwungrad 19. Die Ausführungsform nach Fig. 2 ist jedoch aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten günstiger. Hier besteht der Brecher aus einem Einschwingen-Walzenberecher 10, dessen Brecherwalze 20 auf einer Hülse 35 gelagert ist, die die Antriebs- bzw. Lagerwelle 5 umgibt, welche ihrerseits von einem im oberen Teil des Abteils 11 angeordneten Antriebsmotor 21 angetrieben ist. Die Brecherwalze 20 könnte aber auch unmittelbar auf der Antriebs- bzw. Lagerwalze 20 gelagert sein. Jedenfalls kommen die aus der beschriebenen Lagerung der Brecherwalze 20 resultierenden großen Lagerdimensionen der Forderung nach einer großen Brecherwalze 20 mit entsprechend hoher Belastungsfähigkeit bei großen Schwungmassen entgegen. Wie man aus der Fig. 4 erkennt, ist die Brecherwalze 20 aus einem Walzenkörper 22 und in diesen eingesetzten Walzenbrechsegmenten 23 aufgebaut. Die verstellbare Gegenschwinge 24 des Walzenbrechers 10 schmiegt sich auf einer Seite (vgl. Fig. 3) um die Brecherwalze 20 herum. Die Verstellung der Gegenschwinge 24 erfolgt über eine Hydraulikzylinderkolbenanordnung 25, die zusätzlich einen Uberlastungsschutz bietet und die planmäßige öffnung des Brecherraumen 26 zum Entfernen von nichtbrechbarem Material erlaubt. Bei beiden Ausführungsformen ist der Brecher 9 bzw. 10 räumlich durch die Tauchwand 12 vom Abbauwerkzeug 4 bzw. Schneidrad und von der Ortsbrust getrennt, so daß die Gefahr einer Beschädigung von außen nicht besteht.
Der Beschickförderer 15 ist als Kettenförder ausgebildet, dessen endlose Ketten 27 direkt am Schildmantel 1 geführt und über Motoren 28 mit entsprechenden Ritzeln angetrieben werden.
Anstelle des Kettenförderers könnte ohne weiteres auch ein zum Schildmantel 1 koaxialer, im Abteil 11 umlaufender starrer Ring eingesetzt werden, der entweder am Schildmantel 1 oder auf der Antriebs- bzw. Lagerwelle 5 gelagert ist. Die Mitnehmer 16 sind reißgabelähnlich ausgeführt. Sie bestehen jeweils aus mehreren zueinander parallelen, in Umlaufrichtung (Pfeil 13) angeordneten zahnförmigen Platten 29, die einen der vorgegebenen Korngröße entsprechenden lichten Abstand voneinander aufweisen, so daß praktisch nur Bodenmaterial mit einer Korngröße, die zwischen der vorgegebenen Korngröße und der Maximalkorngröße liegt, dem Brecher 9 bzw. 10 zugeführt wird und dieser nicht mit schleißenden Feinteilen beaufschlagt wird.
Tatsächlich bewirkt-das Herausheben-des betreffenden Bodenmaterials aus der im Abteil 11 etwa bis zur Mitte stehenden Transportflüssigkeit (z. B. Bentonitsuspension) in die darüber befindliche Luftblase eine Entwässerung mit Spüleffekt, der abrasive Feinteile entfernt. Der Beschickförderer 15 arbeitet also gleichsam als Sortierförderer. Im Abteil 11 ist vor der Schottwand 2 bzw. vor dem Aufnahmeende 8 ein zur Tauchwand 12 hin schräg nach unten geneigter Rechen 20 vorgesehen, dessen zueinander parallele Stäbe 31 ebenfalls einen der vorgegebenen Korngröße entsprechenden lichten Abstand voneinander aufweisen. Unmittelbar vor dem Rechen 30 durchläuft der Beschickförderer 15 eine am Boden des Abteils 11 ausgebildete Querrinne 32, deren seitliche Begrenzungen 33, 34 die Materialtaschen 17 bezüglich der Korngröße des mitzunehmenden Bodenmaterials begrenzen. Die Umlaufbewegung des Beschickförderers 15 kurz vor dem Aufnahmeende 8 besorgt zudem eine Auflockerung des hereingewonnen Bodenmaterials. Durch Verstellung der Umlaufgeschwindigkeit des Beschickförderers 15 kann eine Anpassung an unterschiedliche Konzentrationen des Grobkornes erreicht werden. Außerdem gibt das erforderliche Drehmoment eine Aussage über die Bodenmaterialmengen in der Abbaukammer 3. Bei nicht standfester Ortsbrust kann übermäßig anfallendes Grobkorn selbstverständlich auch bei stehendem Vortrieb gebrochen werden.
Leerseite

Claims

Hydro- oder Druckluftschild für Lockerboden Patentansprüche: 1. Hydro- oder Druckluftschild für Lockerboden, mit einem Schildmantel, in welchem vermittels einer zu seiner Längsachse im wesentlichen senkrechten Schottwand eine nach hinten geschlossene vordere Abbaukammer gebildet ist, aus der mit Hilfe einer ein im Fußbereich der Schottwand liegendes Aufnahmeende aufweisenden hydraulischen Fördereinrichtung von einem mit Abstand vor der Schottwand angeordneten Abbauwerkzeug gelöstes Bodenmaterial bis zu einer vorgegebenen Korngröße entfernbar ist, und mit einem Brecher, mit dessen Hilfe Bodenmaterial mit einer oberhalb der vorgegebenen Korngröße liegenden Korngröße herunterbrechbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Brecher (9 bzw. 10) in einem von der Schottwand (2) und einer zu dieser im wesentlichen parallelen, unmittelbar hinter dem Abbauwerkzeug (4) angeordneten Tauchwand 2) gebildeten Abteil (11) der Abbaukammer (3) oberhalb des Aufnahmeendes (8) und unterhalb eines in Umlaufrichtung ersten Überkopfsektors (14) eines im Abteil (11) längs der Innenseite des Schildmantels (1) umlaufenden Beschickförderers (15) mit innenseitigen Mitnehmern (16) angeordnet ist, deren Höhe und gegenseitiger Abstand derart bemessen ist, daß nur solches Bodenmaterial in den Überkopfsektor (14) überführbar ist, dessen Korngröße höchsten der vom Brecher (9 bzw. 10) herunterbrechbaren Maximalkorngröße entspricht.
2. Hydro- oder Druckluftschild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Überkopfsektor (14) und dem Brecher (9 bzw. 10) eine Schurre oder ein Aufgabetrichter (18) zwischengeschaltet ist.
3. Hydro- oder Druckluftschild nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brecher aus einem Backenbrecher (9) besteht.
4. Hydro- oder Druckluftschild nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brecher aus einem Einechwingen Walzenbrecher (10) besteht.
5. Hydro- oder Druckluftschild nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brecherwalze (20) des Einschwingen-Walzenbrechers (10) auf einer das Abteil (11) durchsetzenden Antriebs- bzw. Lagerwelle (5) des Abbauwerkzeuges (4) gelagert ist.
6. Hydro- oder Druckluftschild nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brecherwalze (20) des Einschwingen-Walzenbrechers (10) auf einer Hülse (35) gelagert ist, die eine das Abteil (11) durchsetzende Antriebs- bzw. Lagerwelle (5) umgibt.
7. Hydro- oder Druckluftschild nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickförderer (15) als Kettenförderer ausgebildet ist.
8. Hydro- oder Druckluftschild nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickförderer (15) aus einem die Mitnehmer (16) aufweisenden starren Ring besteht.
9. Hydro- oder Druckluftschild nach Anspruch.8, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Ring am Schildmantel (1) gelagert ist.
10. Hydro- oder Druckluftschild nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Ring auf einer das Abteil (11) zentral durchsetzenden -Antriebs- bzw. Lagerwelle (5) des Abbauwerkzeuges (4) gelagert ist.
1'1. Hydro- oder Druckluftschild nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (16) jeweils aus mehreren zueinander parallelen, in Umlaufrichtung angeordneten zahnförmigen Platten (29) bestehen, die einen der vorgegebenen Korngröße entsprechenden lichten Abstand voneinander aufweisen.
12. Hydro- oder Druckluftschild nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Abteil (11) vor der Schottwand (2) bzw. dem Aufnahmeende (8) ein zur Tauchwand (12) hin schräg nach unten geneigter Rechen (30) angeordnet ist, dessen zueinander parallele Stäbe (31) einen der vorgegebnen Korngröße entsprechenden lichten Abstand voneinander aufweisen.
13. Hydro- oder Druckluftschild nach Anspruch 12,dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickförderer (15) am Boden des Abteils (11) eine unmittelbar vor dem Rechen (30) ausgebildete Querrinne (32) durchläuft.