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Dokumentenidentifikation DE19625039C2 10.06.1998
Titel Kettenschrämgerät zur Schlitzherstellung im Festgestein
Anmelder Lausitzer Braunkohle AG (LAUBAG), 01968 Senftenberg, DE
Erfinder Wulff, Klaus, Dipl.-Ing. (FH), 03046 Cottbus, DE;
Fahle, Werner, Dipl.-Ing., 03048 Cottbus, DE
DE-Anmeldedatum 22.06.1996
DE-Aktenzeichen 19625039
Offenlegungstag 02.01.1998
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 10.06.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.06.1998
IPC-Hauptklasse E21C 25/22
IPC-Nebenklasse E21C 25/20   E21C 25/28   E02D 17/13   E02F 5/06   

Beschreibung[de]

Gegenstand der Erfindung ist ein Kettenschrämgerät zur Schlitzherstellung im Festgestein, bestehend aus einer Antriebseinheit und einem Schrämrahmen mit drei umlaufenden Schrämketten, die über die Kettenräder der Antriebseinheit laufen und deren Führung im Bereich der Schnittsohle in horizontaler Ebene oder in der Längsachse des Erdschlitzes zur Horizontalen leicht geneigten Ebene erfolgt.

Es sind verschiedene Verfahren zur Erstellung unterirdischer Wände bekannt. Diese Verfahren werden in der DE-Zeitschrift "Braunkohle" 48 (1996) Nr. 4, Seiten 407-412, ausführlich dargestellt.

Nach DD 299 540 B5 ist ein Kettenschrämgerät bekannt, das für die Herstellung von Schlitzwänden im Lockergestein, bei rolligen und bindigen Böden einsetzbar ist. Nachteilig ist, daß das Gerät mit Schrämketten, die mit Schrämmeißeln bestückt sind, nur zum Lösen von Böden mit Druckfestigkeiten bis maximal 100 MPa geeignet und damit im Festgestein nicht einsetzbar ist. Bekannt ist auch die Herstellung von Schlitz- und Dichtwänden im Fels mit einer Fräse, deren Fräsräder mit Rollenmeißeln besetzt sind. Ein Beispiel zur Ausführung eines Werkzeuges ist in einem Prospekt der Spezialtiefbaufirma BAUER (905.024.1 4/95) enthalten. Die am Umfang der Fräsräder angeordneten, teilweise unterschiedlichen Rollenmeißel gestatten nach Prospektangaben das Schlitzen im Festgestein mit einer Druckfestigkeit bis zu 250 MN/m2. Nachteilig an dieser technischen Lösung ist, daß das Werkzeug die Herstellung der Schlitz- und Dichtwände nur nach dem Pilgerschritt-Verfahren gestattet. Im Pilgerschritt-Verfahren hergestellte Schlitz- und Dichtwände weisen Fugen auf, welche die Dichtwirkung beeinträchtigen können. Außerdem ist die Fräse für den Abbau von Deckgebirge aus lockeren und bindigen Böden mit Festgesteinseinlagerungen nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, die das kontinuierliche Auffahren vertikaler Schlitze zur Herstellung von Schlitz- und Dichtwänden im Festgestein gestattet. Dabei soll das Schlitzen auch in einem aus lockeren und bindigen mit Festgesteinseinlagerungen durchsetzten Deckgebirge möglich sein. Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Durch die Erfindung ist es möglich, in einem kontinuierlichen Verfahren Schlitze bzw. Schlitz- und Dichtwände im Festgestein wirtschaftlich herzustellen. Dadurch entfallen Fugen an Schlitz- und Dichtwänden. Der Abtrag des Festgesteins erfolgt in der Art, daß dabei sowohl das Hinterschneidprinzip genutzt werden kann, aber auch schlagend gearbeitet wird. Dadurch wird im Festgestein unterschiedlicher Druckfestigkeiten eine hohe Abbauleistung ermöglicht. Auch Deckgebirge aus lockeren und bindigen Böden mit Festgesteinseinlagerungen ist gut beherrschbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht des Kettenschrämgerätes bei der Schlitzherstellung im Festgestein,

Fig. 2 die Draufsicht einer Schnittdarstellung des Kettenschrämgerätes im Schlitz,

Fig. 3 die mittlere Schneidrolle im Eingriff auf die Schnittsohle in der Darstellung des Schnittes A-A,

Fig. 4 eine nachlaufende Schneidrolle auf der einen Seite der Mittenachse des Schlitzes im Eingriff auf der Schnittsohle im Schnitt B-B,

Fig. 5 eine nachlaufende Schneidrolle auf der anderen Seite der Mittenachse des Schlitzes im Eingriff auf der Schnittsohle im Schnitt C-C,

Fig. 6 die Draufsicht zweier paarweise angeordneter nachlaufender Schneidrollen in der Darstellung des Schnittes D-D,

Fig. 7 die Anordnung der mittleren Schneidrolle und der nachlaufenden Schneidrollen in der Draufsicht des Schnittes E-E.

Zur kontinuierlichen Herstellung eines Schlitzes 1 im Festgestein sind an den Schrämketten 8 des Kettenschrämgerätes 6, das durch den Führungswagen 5 vertikal am Führungspfahl 4 geführt ist, über Halterungen 14 die mittleren Schneidrollen 15 und die nachlaufenden Schneidrollen 16 angeordnet. Oberhalb des Kettenschrämgerätes 6 befindet sich der Rahmen 11, der die Verspannzylinder 12 und die Verstellelemente 13 aufweist. Das Kettenschrämgerät 6 und der Rahmen 11 werden am Anschlagpunkt 10 durch ein Windenseil gehalten, über welches das Kettenschrämgerät 6 im Schlitz 1 vertikal bewegt wird. Die Reaktionskräfte, die beim Abtragen des Festgesteins auf der Schnittsohle 3 auftreten, werden über das Stirnschild 9 an der Ortsbrust 2 des Schlitzes 1 abgefangen.

Der Abtrag des Festgesteins auf der Schnittsohle 3 erfolgt in der Art, daß durch die mittleren Schneidrollen 15, die in der Mittenachse des Schlitzes 1 laufen, eine Rille geschnitten wird, die durch die nachlaufenden Schneidrollen 16, die auch paarweise angeordnet sein können, fortlaufend verbreitert wird. Dabei sind die Schneidrollen 15, 16 mit den Halterungen 14 an den Schrämketten 8 pfeilförmig befestigt. Die Pfeilspitze zeigt in Schnittrichtung. Die Öffnungswinkel des Pfeiles zur Mittenachse werden in Abhängigkeit von der Festigkeit des abzutragenden Gesteins bestimmt. Um eine hinterschneidende bzw. schälende Wirkung der nachlaufenden Schneidrollen 16 zu erzielen, werden die Winkel φ der Schneidkreisebene zur Lotrechten der Schnittsohle 3 und die Winkel β der Schneidkreisebene zu den Schnittbahnen auf der Schnittsohle 3 > 0° gewählt. Wie groß die Winkel φ und β zu wählen sind, ergibt sich wiederum aus der Festigkeit des Gesteins.

Am Schrämrahmen 7 unten angeordnete, nicht dargestellte Stützrollen für die Schrämketten 8 werden so verlagert, daß sie beispielsweise durch hydraulische 20 Einrichtungen senkrecht zur Schnittsohle 3 in Schwingungen versetzt werden können. Die darüber laufenden Schrämketten 8 übertragen diese Schwingungen auf die Halterungen 14 mit den Schneidrollen 15, 16. Dadurch schlagen die sich auf den Schnittbahnen bewegenden Schneidrollen 15, 16 auf die Schnittsohle 3. Ein besserer Abtrag des Festgesteins wird erreicht. Der Andruck der Schneidrollen 15, 16 auf die Schnittsohle 3 wird durch die zwischen dem Rahmen 11 und dem Kettenschrämgerät 6 angeordneten Verstellelemente 13, beispielsweise Hydraulikzylinder, gesteuert. Dazu erfolgt zuerst das Verspannen des Rahmens 11 über die Verspannzylinder 12 im Schlitz 1. Beim Ausfahren der Verstellelemente 13 wird dann der Andruck des Kettenschrämgerätes 6 auf die Schnittsohle 3 erhöht. Nachdem die Verstellelemente 13 vollständig ausgefahren wurden, wird die Verspannung des Rahmens 11 im Schlitz 1 gelöst, die Verstellelemente 13 eingefahren, gleichzeitig das Windenseil nachgelassen und anschließend der Rahmen 11 wieder im Schlitz 1 verspannt.

Bezugszeichenliste

1Schlitz

2Ortsbrust

3Schnittsohle

4Führungspfahl

5Führungswagen

6Kettenschrämgerät

7Schrämrahmen

8Schrämketten

9Stirnschild

10Anschlagpunkt

11Rahmen

12Verspannzylinder

13Verstellelemente

14Halterungen

15mittlere Schneidrollen

16nachlaufende Schneidrollen


Anspruch[de]
  1. 1. Kettenschrämgerät zur Schlitzherstellung im Festgestein, bestehend aus einer Antriebseinheit und einem Schrämrahmen mit drei umlaufenden Schrämketten, die über die Kettenräder der Antriebseinheit laufen und deren Führung im Bereich der Schnittsohle in horizontaler Ebene oder in der Längsachse des Erdschlitzes zur Horizontalen leicht geneigten Ebene erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß auf den umlaufenden Schrämketten (8) mittels Halterungen (14) Schneidrollen angeordnet sind, wobei auf der mittleren Schrämkette mittlere Schneidrollen (15) und nachlaufende Schneidrollen (16) und auf den äußeren Schrämketten nachlaufende Schneidrollen (16) in Schnittrichtung pfeilförmig angeordnet sind.
  2. 2. Kettenschrämgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nachlaufenden Schneidrollen (16) mit den Halterungen (14) auf den Schrämketten (8) paarweise angeordnet sind.
  3. 3. Kettenschrämgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene des Schneidkreises der nachlaufenden Schneidrollen (16) zur Lotrechten auf der Schnittsohle (3) um den Winkel φ gedreht ist und die Ebene des Schneidkreises der nachlaufenden Schneidrollen (16) zur Schnittbahn um den Winkel β gedreht ist.
  4. 4. Kettenschrämgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unten am Schrämrahmen (7) senkrecht zur Schnittsohle (3) schwingende Stützrollen für die Schrämketten (8) angeordnet sind.
  5. 5. Kettenschrämgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Kettenschrämgerätes (6) der Rahmen (11) angeordnet ist, der die Verspannzylinder (12) und zwischen dem Rahmen (11) und dem Kettenschrämgerät (6) befindenden Verstellelemente (13) aufweist.






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