DE2030240C3 - Saugkopf für einen Druckluftbagger - Google Patents

Description

Die Erfindung belriffl einen Saugkopf für einen Druckluftbagger mit einem mit der Förderleitung verbundenen Förderrohr und einem dieses umhüllenden Mantelrohr, an deren Zwischenraum die die Förderung bewirkende Dmcklufllcitung angeschlossen isl, und mil einem diese beiden Rohre umgreifenden und auf dem äußeren der Rohre rotierend gelagerten, mit einem Zahnkranz versehenen und mit mcsserarligcn Abhau- und Lockcrungswcrkzcugcn ausgestatteten rohrförmigen Rotationskörper, der durch einen an einem freien Schaft des äußeren der Kohre angeordneten Motor angetrieben wird, der mit einem Ritzel in den Zahnkranz eingreift.

Derartige Saugköpfe werden für Druckluftbagger benutzt, um mittels der messerartig ausgebildeten Abbau- und Lockerungswerkzeuge den gewachsenen Boden bzw. Grund im Bereiche der Mündung des Saugkopfes aufzuwühlen und das dort anstehende weiche Material zu zerkleinern sowie der im Förderrohr und der Förderleitung anstehenden Wassersäule Druckluft beizumischen. Die expandierende Luft drängt Wasser aus der Förderleitung, so daß der durch deren Wassersäule an der Mündung des Saugkopfes bewirkte Druck dem hydrostatischen Druck der Umgebung unterschreitet und Wasser, mit Fördergut vermischt, in die Saugleitung eintritt und mit der beim Aufsteigen weiter expandierenden Luft in der Förderleitung eine nach oben gerichtete Strömung bewirkt, welche das zu fördernde feste Material mitreißt.

Aus der US-PS 34 74 549 ist ein derartiger Saugkopf für Druckluftbagger bekannt, bei dem das Saugrohr von einem Mantelrohr umfangen ist, auf dem mittels Wälzlager ein kraftantreibbjrer Schneidkopf vorgesehen \·Λ, der die Abbau- und Lockerungswerkzeuge aufweist. Die Speisung der Förderleitung mit Druckluft erfolgt über den zwischen dem Förderrohr und dem dieses umgebenden Mantelrohr gebildeten Zwischenraum. Eine derartige Lagerung erweist sich der Größe der vorgesehenen Wälzlager wegen als konstruktiv aufwendig, und als problematisch erweisen sich sowohl die Schmierung als auch die Abdichtung der Lager. Der nach außen verlegte freistehende Antrieb ist dem Angriff des abzubauenden Materiales unmittelbar ausgesetzt und unterliegt daher starkem Verschleiß. Die Demontage des Saugkopfcs erweist sich, nicht zuletzt der verwendeten Wälzlager wegen, als zeitraubend und schwierig, und durch Verstopfen der Förderleitung sowie durch den Verschleiß von Bauteilen bedingte erzwungene Ausfallzeiten machen sich ihrer Länge und Häufigkeit wegen unliebsam bemerkbar und mindern den Wirkungsgrad des mit einem solchen Saugkopf ausgestatteten Drucklufibaggers in empfindlicher Weise.

Für den Fall, daß die Mündung des Saugkopfes durch nachbrechendes Material verschüttet ist, dient eine besondere Spüleinrichtung bei einem anderen Saugkopf nach dem DE-GM 19 70 496. Der Mündungsbereich des Förderrohres ist durl von einer Ringleitung umgeben, die im Falle des Zuset/.ens der Mündung des Saugkopfcs mit Frischwasser bcaufschlagbar ist und dieses Wasser bis in den Mündungsbereich des Förderrohres zu bringen vermag.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen einfach zu erstellenden, robusten und leicht ze;legbaren Saugkopf der genannten Art zu schaffen, dessen durch Verschleiß an den wesentlichen Bauteilen notwendige Wariungsarbciten und Verstopfen des Förderrohrs verursachte Betriebsunterbrechungen nur in großen Zeitabständen auftreten und zeitsparend bcscitigbarsind.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß das Mantelrohr von einem Außenrohr umgeben ist, das mit dem Manlclrohr durch Ringflanschc an beiden Enden verbunden ist und auf seiner Außenseite mit ein winkelförmiges Profil bildenden Lagerringen verschen ist, auf und zwischen denen über Lagerflächen bildende Kunstsloffringe Metallringc des Rotationskörpers gclagert sind, daß am Außenrohr ein Flansch befestigt ist, der Ritzel und Zahnkranz des Antriebes übergreift und mit einer diese abdeckenden, an den Rotationskörper (licht anschließenden Haube ausgestattet ist, und daß

das Außenrohr mit einem Frischwasser zuführenden Rohranschluß verbunden ist und mindestens am unteren Ende Ausirittsöffnungen für das Frischwasser aufweist.

Durch die feste Verbindung des Mantelrohres mit dem ihn umgebenden Außenrohr wird mit müßigem Aufwand ein starrer, stabiler und mechanisch hoch beanspruchbarer Grundkcrper geschaffen, der zur Aufnahme vun zweiwertigen Kunststofflagern geeignet ist, die einen nur geringen Herstellungsaufwand bedingen, deren Montage und gegebenenfalls Demonta- to ge zur Abnahme des Rotationskörpers sich relativ leicht bewerkstelligen lassen, und die zu ihrer Schmierung nur das ohnehin zur Verfügung stehende Frischwasser benötigen. Durch Abdecken der dem Verschleiß unterliegenden Antriebselemente durch den übergrei- ΐί fenden Flansch und die abschließende Haube werden diese vor übermäßigem Verschleiß geschützt, der bspw. durch im Wasser enthaltene Fremdkörper bedingt würde, und durch Nutzung des zwischen Mantelrohr und Außenrohr zur Verfugung stehenden Zwisrhenrau- >u mes zur Zuführung von Frischwasser werden eine gleichmäßige wirkungsvolle Förderung erreicnt und das Zusetzen des Mündungsbereiches vermieden. Die Spülvorrichtung wird so nicht nur erst wirksam gemacht, wenn der Mündungsbereich des Saugkopfes 2ί verstopft ist, sondern schon, wenn zusätzlich das in der Förderleitung bereits aufsteigende Material beim Ausbleiben des Förderstromes ausfällt und auch das Förderrohr und den an diesen anschließendem Bereich der Förderleitung zusetzt. to

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.

Ein Ausführungsbeispiel eines .Saugkopfes nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben. Es /jeigt 'ϊ

F i g. 1 im Längsschnitt den Saugkopf und

Fig. 2 vergrößert und abgebrochen einen Schnitt durch einen Flansch.

In Fig. 1 ist ein den unteren Abschluß der Förderleitung eines Druckluftbaggers bildender Saug- -»o kopf gezeigt. Das Förderrohr 1. das der hohen Beanspruchung wegen aus besonders verschleißfestem Material gefertigt ist, ist unter Bildung eines Zwischenraumes im Abstand "on einem Mantelrohr 2 umgeben, das wiederum, ebenfalls im Abstand, von einem 4ί Außenrohr 3 umfangen wird. Um diese Rohre ist in Drehbewegung anlrcibbar ein Messerkopf 4 vorgesehen, dessen Rotationskörper 5 als Drehrohr ausgebildet ist. Auf das Drehrohr ist ein mit Messerplaiicn ausgestattetes Kopfstück 6 auswechselbar gesetzt, und -ίο am unteren Ende sind ebenfalls, hier durch Schrauben, auswechselbar.gehalten, plattenförmige Werkzeuge 7 angeordnet.

Die oberen Enden des Mantelrohres 2 sowie des Außenrohres 3 sind durch einen Ringflansch 8 v> miteinander verbunden, auf den das Förderrohr 1 mit einem mit ihm verbundenen Außenflansch 9 geschraubt ist. Die auch hier lösbar gestaltete Verbindung erlaubt im Bedarfsfälle den getrennten Austausch des am stärksten beanspruchten Förderrohres 1. ohne daß es wi erforderlich wird, den Saugkopf selbst zu zerlegen.

Die lichte Weile des Förderrohres 1 steht dem Materialtransport voll zur Verfügung. Dem zwischen dem Förderrohr I und dem Mantelrohr 2 gebildeten Zwischenraum 10 wird über eine nicht dargestellte !> > Druckluftleitung uOd einen Rohrbogen Il sowie einen Rohrstutzen 12 D'ucklur't zugeführt. Der Druck wird hierbei so hoch gewählt, daß eventuell im Zwischenraum 10 anstehendes Wasser nach unten gedruckt wird, bis die Druckluft das freie Ende des Forderrohres ! erreicht und über die Randkante in dieses überzuströmen vermag. Die nach oben sprudelnde Luft verdrängt hierbei im Förderrohr anstehendes Wasser, und mit zunehmendem Aufsteigen und, hiermit verbunden, absinkendem Druck vergrößern die Luftblusen ihr eigenes Volumen und damit das des verdrängten Wassers- Damit wird die im Förderrohr sowie der anschließenden Förderleitung anstehende Wassersäule leichter und übt einen geringeren Druck aus als die außerhalb des Saugkopfes anstehende Wasserschicht, so daß Wasser in die Mündung des Forderrohres 1 einströmt und einen Strom durch das Kopfstück 6 und die Werkzeuge 7 gelockerten Materiales mit sich reißt. Die Mündung des Forderrohres 1 tritt gegen die des Mantelrohres 2 zurück, ur.d das Mantelrohr verjüngt sich zum freien Ende hin konisch. Hierdurch wird einem den Wirkungsgrad verschlechternden Abströmen der Druckluft nach außen wirkungs·, A begegnet. Im unteren Teil des Mantelrohres 2 zentrier sich das freie Ende des Forderrohres 1 vermittels es radial umgebender Rippen 13, während die freie und damit Beanspruchungen und Verschleiß unterliegende Innenwandung des Mantelrohres durch eine verschleißfeste, austauschbare Auskleidung 14 abgedeckt ist. die zur Erleichterung des Einbringens in zwei Ebenen geteilt ist.

Über einen gestrichelt dargestellten, von hinten an das Außenrohr angeschlossenen Rohranschluß 15 wird dem zwischen dem Mantelrohr 2 und dem Außenrohr 3 gebildeten Zwischenraum 16 frisches Wasser zugeführt. so daß, sobald die Mündung des Saugkopfes völlig verschüttet ist, immer noch von oben frisches Wasser nachzudringen und die .Saugkopfmündung wieder freizuspülen vermag.

Auf das Außenrohr 2 sind, im Bereich bearbeiteter Auflagen, durch Flansche 18 und 19 seitlich begrenzt und radial übergriffen, ein rechtwinkliges Profil aufweisende Kunststoffringe 20 vorgesehen, die ;ils Lagerflächen zur Aufnahme von Metallringen 21 und 22 didien, die ihrerseits durch den Rotationskörper 5 verbunden sind. Der Flansch 18 ist lösbar gehalten, während der Flansch 19 derart weit auskragt, so daß nicht nur die Lager nach außen, d. h. hier nach oben abgedeckt sind, sondern auch noch die für den Antrieb vorgesehenen Bauteile. Die Abdeckung durch den Flansch 18 wird weiter durch einen Befestigungsflansch des Kopfstückes 6 verstärkt, so daß auch hier die Lagerflächen nach Möglichkeit dem Eindringen und damit dem Angriff von Fremdkörpern entzogen sind.

Der Metallring 22 ist an seiner Außenfläche ;>ls Zahnkranz 23 ausgebildet und überträgt die durch ein Pitze¹ 24 vermittelte Antriebsbewegung auf den Messerkopf 4. Das Ritzel 24 ist, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Kupplung und/oder einer zusätzlichen Welle, mit der Abtriebsweile eines Reduziergetriebes 25 verbunden, das durch ein .·η Motor 26 angetrieben wird. Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich hier dadurch, daß der Motor 26 auf das Reduziergetriebe 25 aufgeflanscht ist, und dieses in entsprechender Weise wiederum suf den Flansch 19 aufgeflanscht ist. Wegen der verhältnismäßig großen Baulänge der aufeinandergesetzten Teile sind diese zusätzlich durch Streben 27 sei'lich gegen das Außenrohr 3 abgestützt. Zahnkranz 23 und Ritzel 24 sowie das durch den Mctallring 22 sowie den Kunststoffring 20 gebildete Lager werden gegen im Wasser schwebende oder gar von einer abzubauenden

Wand abfallende Teilchen bzw. Massen durch eine Haube 28 geschützt, welche, durch Rippen 29 verstärkt, von unten gegen den Flansch 19 geschraubt ist und die zu schützenden Teile bis auf einen kleinen, als Labyrinthdichtung wirkenden Spalt abdeckt. Auf jeden fall wird das Zuströmen von außen entnommenen und damit .Schwebstoffe aufweisenden Wassers vermieden, und der an der tiefsten Stelle der Haube vorgesehene Dichtungsspalt dient der Tendenz, etwa eingedrungene i-'remdkörper wieder abzugeben.

Während des normalen Arbeitern des Driickluflbag gcrs kann dem Saugkopf zusätzlich Lrisehwasscr zugeführt werden. Im solcher FaII liegt bspvv. dann vor. wenn es gilt, feinkorniges (im, bspvv. Sand, abzubauen. Derartiges (int wird mit einem Überschuß von Wasser abgebaut, und geringe Schwankungen in tier Intensität des Wassersiromes können dazu führen, dal.! das im I örderrolir mit empomerisseni; CIm nach linien misfülli und die unteren Hereiche der Lörderleiiung und des Saugkopfes zusetzt Im Alisführungsbeispiel kann eine solche zusätzliche Wasserzufühning dadurch bewirkt weitlen, dal! der Roliransclilul.t 15 und der Zwischenraum \b mit großem Querschnitt, d. h. geringem Strönuingswiderstanil. ausgeführt werden. Ausiriitsöff nungen 30 des Flansches 18 sind mit Innengewinden ausgestattet, welche das Lindringen von Düsen erlauben. Line Durchlrittsregclung kann durch ein Drosselventil erfolgen, das im Zuge der Leitung zum ι Rohranschluß Π bzw. in oder auf diesem selbst vorgesehen ist. Mittels eines solchen Ventils läßt sich der Strömungswiderstand auf den jeweils gewünschten Wert einstellen. Line bessere Wirkung wird mit einer IJnterwasserpumpe erzielt, die auf den Rohranschluß 15

in aufgebracht und vom Bagger aus geregelt betrieben wird. Line Regelung IaHt sich auch durch eine stufenweise oder stufenlos verslellb.ire Hlende erzielen: Nach Γ ι g. 2. die einen vergrößerten Schnitt durch die Mansche 17 und 18 zeigt, wird mittels einer Hclesii-

i". giingsschraiibe 31 nicht nur der I lausch IH. sondern auch eine eine lllcndcinorrichiimg 32 übergreifende Ringscheibe 5 5 gehalten. In der dargestellten Lage der Hlendenvorrichtunt! 52 liegen deren Ollnunücu 54 über Öffnungen 55 des l'lansches 17. so dal! jeweils der volle

jo Querschnitt für hindiirchiretendes Wasser zur Verfügung steht. Durch Verdrehen der lilenck ι.vorrichtung 52 w ird der sowohl von der Öffnung 55 als auch von der Öffnung 54 freigegebene licreich immer kleiner, bis schließlich ein völliges Schließen deröfliiiingcn eintritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche: 20

1. Saugkopf für einen Druckluftbagger mit einem mit der Förderleitung verbundenen Förderrohr und einem dieses umhüllenden Mantelrohr, an deren *> Zwischenraum die die Förderung bewirkende Druckluftleitung angeschlossen ist, und mit einem diese beiden Rohre umgreifenden und auf dem äußeren der Rohre rotierend gelagerten, mit einem Zahnkranz versehenen und mit messerartigen m Abbau- und Lockerungswerkzeugen ausgestatteten rohrförmigen Rotationskörper, der durch einen an einem freien Schaft des äußeren der Rohre angeordneten Motor angetrieben wird, der mit einem Ritzel in den Zahnkranz eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (2) von einem Außenrohr (3) umgeben ist, das mit diesem durch Ringflansche (8, 17) an beiden Enden verbunden ist und auf seiner Außenseite mit ein winkelförmiges Profil bildenden Lagerringen versehen ist, auf und zwischen denen über Lageifiächeri bildende Kunststoffringe (20) Metallringe (21, 22) des Rotationskörpers (5) gelagert sind, daß am Außenrohr (3) ein Flansch (19) befestigt ist, der Ritzel (24) und Zahnkranz (23) übergreift und mit 2i einer diese abdeckenden, an dnn Rotationskörper dicht anschließenden Haube (28) ausgestattet ist, und daß das Außenrohr (3) mit einem Frischwasser zuführenden Rohranschluß (15) verbunden ist und mindestens am unteren Ende Austrittsöffnungen (30) w für das Frischv. asser aufweist.

2. Saugkopf nach Anspruch ', dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des Förderrohrcs (I) einen den oberen der Ringflansc^i: (8) überdeckenden und mit ihm lösbar verbundenen Außenflansch '"> (9) aufweist und daß das untere Ende des Förderrohrcs (I) mit radial nach außen verlaufenden Rippen (13) im Inneren des Mantelrohres (2) abgestützt ist.

3. Saugkopf nach Anspruch I oder 2. dadurch ■"' gekennzeichnet, daß die Mündung des Förderrohres (I) gegenüber den Endendes Mantelrohres (2) sowie des Außenrohres (3) zurücktritt, und daß die vor der Mündung des Förderrohres anstehende Wandung des Mantelrohres (2) durch eine auswechselbare ⁴'~> verschleißfeste Auskleidung (14) abgedeckt ist.

4. Saugkopf nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß dem der Frischwasscr-/ufuhr dienenden Rohranschluß (15) ein einstellbares und/oder regelbares Drosselventil zugeordnet '»" ist.