DE2613623C3 - Schneidkopf-Saugbagger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneidkopf-Sa ugbr,gger mit einem Schwimmkörper, Verankerungsmitteln zum Verankern des Schwimmkörpers, mit einer von ihrem über dem Wasser liegenden oberen Ende bis zum unteren Ende steifen Leiter, die an ihrem oberen Ende mit dem Schwimmkörper durch eine Lagerung gelenkig verbunden ist, welche eine Schienenführung und ein um eine horizontale Querachse schwenkbares Traggerüst aufweist sowie mit einem am unteren Ende der Leiter drehbar gelagerten angetriebenen Schneidkopf.

Für einen befriedigenden Baggerbetrieb eines Schneidkopf-Saugbaggers ist ein nahezu konstanter, vom Gewicht der Schneidkopfleiter und von der Seilspannung einer die Leiter mittragenden Hebevorrichtung abhängiger Anlagedruck auf dem auszubaggernden Boden erwünscht Dies läßt sich bei ruhigem Wasser verhältnismäßig einfach gewährleisten, bereitet jedoch in unruhigem Wasser, insbesondere in ausgeprägter Dünung o.der bei Wellengang, Schwierigkeiten, da hierbei dann der Schwimmkörper mit der an ihm befestigten Leiter eine Schaukel- bzw. Schwingungsbewegung ausführt Hierdurch kann nicht nur der Anlagedruck des Schneidkopfs auf dem Boden erheblichen Schwankungen unterliegen, sondern es kann insbesondere auch die Stellung des Schneidkopfs relativ bezüglich seiner vorgeschriebenen Arbeitsbahn störend beeinflußt werden.

Aus der französischen Patentschrift 11 07 675 ist bereits ein Schneidkopf-Saugbagger der eingangs genannten Art bekannt, der durch die nachgiebiggelenkige Lagerung des oberen Leiterendes am Schiffskörper mit Schienenführung die von derartigen Bewegungen des Schwimmkörpers ausgehenden Beeinflussungen auf die Stellung und den Anlagedruck des Schneidkopfes relativ bezüglich dem Boden bis zu einem gewissen Grad auszugleichen vermag. Bei der bekannten Ausführung ist das Traggerüst an seinem oberen Ende um eine am Schwimmkörper stationäre horizontale Schwenkachse schwenkbar und an seinem unteren Ende, mit welchem die steife Leiter gelenkig verbunden ist, längs einem im wesentlichen horizontal verlaufenden, als Schienenführung dienenden Zahnsektor verschieblich; an einer über der Anlenkstelle des oberen Leiterendes am unteren Ende des Traggerüstes gelegenen Stelle ist das Traggerüst mit der Kolbenstange eines als Dämpfungsorgan wirkenden Hydraulikaggregats verbunden, dessen Zylinder seinerseits gelenkig an einem stationären Punkt am Schwimmkörper befestigt ist.

Mit dieser bekannten Anordnung lassen sich Schwimmkörperbewegungen in ihrer Auswirkung auf die den Schneidkopf tragende Leiter einigermaßen

en kompensieren, solange die Leiter mit der im wesentlichen horizontal verlaufenden Zahnsektor-Schienenführung nur einen verhältnismäßig kleinen Winkel bildet, d. h. je mehr sich die Leiter einer tangentialen Stellung bezüglich der Zahnsektor-Schienenfiihrung annähert. Je

h5 mehr die Leiter aus dieser im wesentlichen tangentialen Stellung bezüglich der Zahnsektor-Schienenführung abweichend in eine im wesentlichen radialrechtwinklige Stellung bezüglich der Zahnsektor-Schienenführung

gelangt, oder anders ausgedruckt, je größer der Neigungswinkel der Leiter bezüglich der Horizontalen wird und sich der durch das Traggerüst definierten Ebene annähert, um so weniger vermag diese Lagerung die Auswirkung von Schwimmkörperbewegungen auf den Schneidkopf auszugleichen und aufzunehmen. Die bedeutet, daß die bekannte Allordnung im wesentlichen auf die Arbeit in geringer Wassertiefe beschränkt ist.

Der Erfindung liegt daher als Aufgabe die Schaffung eines Schneidkopf-Saugbaggers der eingangs genann- to ten Art zugrunde mit dem auch bei unruhigem Wasser mit beträchtlicher Auf- und Abbewegung des Schwimmkörpers gegenüber einem Neutralpegel und/oder beträchtlichen Vor- und Rückwärtsbewegungen des Schwimmkörpers unabhängig von der jeweiligen Arbeitstiefe des Schneidkopfes bzw. von dem Winkel der Leiter bezüglich der Horizontalen die Auswirkung derartiger Schwimmkörperbewegungen ausgleichend aufgenommen und der Schneidkopf in seiner eingestellten Arbeitslage gehalten werden kann.

Zu diesem Zweck ist bei einem Schneidkopf-Saugbagger der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Schienenführuiig im wesentlichen in Längsrichtung der Leiter verlaufende, relativ bezüglich dem Schwimmkörper um eine horizontale Querachse kippbare Schienen aufweist, und daß das Traggerüst aus zwei miteinander um eine horizontale Querachse schwenkbar verbundenen Trägern besteht

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung mit einer ihrerseits relativ bezüglich dem Schwimmkörper um eine horizontale Querachse kippbaren Schienenführung, die stets im wesentlichen in Längsrichtung der Leiter verläuft, wird eine von durch Dünung oder Wellengang bedingten Bewegungen des Schwimmkörpers weitgehend unbeeinflußte Führung des am unteren Ende der an sich steifen Leiter angeordneten Schneidkopfes und ein weitgehend konstanter Auflagedruck des Schneidkopfes auf dem Boden für beliebige Wassertiefen und Relativstellungen der Leiter bezüglich der Horizontalen gewährleistet, und zwar Sowohl für Auf- und Abwärtsbewegungen des Schwimmkörpers wie auch für Vor- und Rückwärtsbewegungen.

Um die Schneidkopfstellung und den Auflagedruck auch gegenüber Rollbewegungen des Schwimmkörpers weitgehend zu stabilisieren, kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß die Lagerungsmittel eine um eine in Längsrichtung des Schwimmkörpers verlaufende Achse schwenkbare Gabel zur Ermöglichung einer Rollbewegung des Schwimmköroers relativ bezüglich dem oberen Ende der Leiter aufweisen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weinrer Unteransprüche.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele eines Schneidkopf-Saugbaggers nach der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1 in schematisierter perspektivischer Gesamtansicht den Schneidkopf-Saugbagger im Verlauf des Baggerbetriebs,

F i g. 2 in Seitenansicht in vergrößertem Maßstab den vorderen Teil des Schneidkopf-Saugbaggers in ruhigem Wasser,

Fig.3 in vergrößertem Maßstab in Detailseitenansicht den Bereich III au.» Fig. 2,

F i g. 4 in Draufsicht den Detailbereich gemäß F i g. 3 unter Weglassung der Leiter,

F i g. 5 eine Schnittansicht im Schnitt längs der Linie V-V in F i g, 3 für eine andere Stellung der Leiter,

F i g. 6 in der F i g. 2 entsprechender Seitenansicht den Schneidkopf-Saugbagger in unruhigem Wasser in einem Wellental und auf einem Wellenberg und

F i g. 7 eine Draufsicht auf die Leiter des Schneidkopf-Saugbaggers nach den F i g. 1 bis 6.

Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, wird die Erde mittels eines Schneidkopf-Saugbaggers 4t ausgebaggert Der Schwimmkörper 3 des Schneidkopf-Saugbaggers 41 wird dabei in bezug auf den auszubaggernden Boden 40 durch Anker 30 und Seile 31 mit Hilfe von an Bord des Schwimmkörpers angebrachten Winden 42 in die erwünschte Stellung 1 gebracht Das obere Ende 43 einer einen Schneidkopf 25 tragenden Leiter 10 ist schwenkbar am Schwimmkörper 3 gelagert Bei einer Schaukelbewegung des Schwimmkörpers 3 ist eine Relativbewegung des Schwimmkörpers 3 gegenüber dem oberen Ende 43 in der Längsrichtung der Leiter 10 in Richtung dir Pfeile 44 ermöglicht Außerdem ist bei einer Schaukelbewegung des Schwimmkörpers 3 auch eine relative Rollbewegung des Schwim nkörpers 3 gegenüber dem oberen Ende 43 in Richtung der Pfeile 45 ermöglicht Für die Baggerarbeit wird der Schneidkopf 25 längs einer vorherbestimmten Bahn 46 durch den Bode: > 40 bewegt, und zwar weitgehend unabhängig von der Schaukelbewegung des Schwimmkörpers 3 mittels mit Ankern 2 verbundener Seitenseile 32, die mit auf der Leiter 10 angeordneten Winden 27 zusammenwirken, wobei der Schneidkopf-Saugbagger 41 um einen Anker 47 schwingt, mit dem die Leiter 10 mittels eines nach hinten verlaufenden Längsseils 33 und einer auf der Leiter 10 angebrachten Winde 34 verbunden ist.

Gemäß F i g. 7 ist der Schneidkopf 25 am unteren Ende 49 der Leiter 10 mittels einer Lagerung 48 drehbar gelagert und wird über eine Kardanwelle 50 und ein Getriebe 52 von zwei hintereinander angeordneten Elektromotoren 51 angetrieben. Das obere Ende 43 der Leiter bleibt stets über dem Wasser. Ein Saugrohr 54 mit einem Saugmund 53 ist an eine während der Baggerarbeit z. B. in einer Tiefe von 8 m unter dem Wasser angebrachte Pumpe 55 angeschlossen, die über eine Welle 56 und ein Getriebe 57 von zwei hintereinander angeordneten Elektromotoren 58 angetrieben wird. Die Seitenseile 32 verlaufen von den von Motoren 59 angetriebenen Winden 27 aus über Führungsrollen 60 und über am unteren Ende der Leiter 10 angebrachte Umlenkrollen 61 zum Anker 2. Das Längsseil 33 verläuft von einer von einem Motor 62 angetriebenen Winde 34 aus über Führungsrollen 63 und eine am unteren Ende der Leiter 10 angebrachte Umlenkrolle 64 nach hinten zum Anker 47. In der in F i g. 2 gestrichelt angedeuteten Stellung ist das untere Ende 4!? dt-r Leiter 10 mittels eines Hubseils 23 gehoben, das über einen Seillängenversteller 65 mit einer Winde 66 verbunden ist. Der Seillängenversteller 65 umfaßt einen Hydraulikzylinder 68, dessen Kolbenstange 69 eine Führungsrolle 70 trägt, sowie einen durch eine Pumpe 71 und eiri Ventil 82 auf einen gewünschten Druck einstellbaren, an den Zylinder 68 angeschlossenen Druckkessel 67 zur Druckbeaufschlagung des Hydraulikzylinders 68. Während des Baggerbetriebs ist der Anlagedruck K des Schneidkopfs 25 auf den Boden 40 abhängig von dem Gewicht C der Leiter 10 und von der Spannung 5 des Hubseils 23. Durch entsprechende Einstellung des Drucks im Druckkessel 67 kann die Spannung des Hubseils 23 variiert werden, um den Anlagedruck' K des Schneidkopfs 25 zu regeln. Bei der durch die Dünung veranlaßten Schaukelbewegung des

Schwimmkörpers 3 bleibt die Spannung des Hubseils 23 und somit der Anlagedruck K nahezu konstant.

Die Lagerung der Leiter 10 des Schneidkopf-Saugbaggers 41 an der Oberseite am Schwimmkörper durch Lagerungsmittel 72 ist in den F i g. 3 bis 5 näher veranschaulicht. Auf einer Bühne 73 des Schwimmkörpers 3 ist eine Gabel 5 mit in der Längsrichtung des Schiffes verlaufenden Achsstummeln 4 in [.?"frn 74 drehbar gelagert. Zwischen den Schenkeln 75 der (.Jabel 5 ist ein U-förmiger Träger 79 um eine horizontale Gelenkachse 36 schwenkbar gelagert. Der Träger 79 besteht aus einem verwindungsfeslen Rohr 17, zwei Laschen 77 und zwei mit dem Rohr 17 fest verschweißten Armen 9, die um horizontale Achsstummel 16 schwenkbar mit einem U-förmigen Träger 76 verbunden sind, der aus einem verwindungsfesten Rohr 14. zwei mit diesem fest verschweißten Armen 8 und an diesen fesigestriweiGieii Laschen 20 und 86 ucMciii. Dci Träger 76 ist mittels der Laschen 20 um horizontale Achsstummel 15 schwenkbar mit Laschen 24 der Leiter 10 verbunden. Außerdem ist der Träger 76 durch eine Luftfederung 7 mit der Leiter 10 verbunden. Eine weitere Luftfederung 18 ist zwischen dem horizontalen Achsstummel 15 der Laschen 86 des Trägers 76 und einem horizontalen Achsstummel 21 der Laschen 77 des Trägers 79 angeordnet. Die Luftfederung 18 ist mit einen Luftkessel 78 (Fig.4) verbunden. In dem Luftkessel 78 ist mittels einem Kompressor 80 und einem Ventil 81 ein variabler Druck einstellbar. Auf dem Rohr 17 des Trägers 79 ruht mittels Rädern 13 ein Wagen 83. Dieser Wagen 83 trägt unabhängig von den Rädern 13 drehbare Stützrollen 12 und Führungsrollen 28 zum Führen von an der Leiter 10 angebrachten Schienen 11. Der Schwimmkörper 3 kann sich somit relativ gegenüber der Leiter 10 in der Längsrichtung der Leiter 10 in Richtung der Pfeile 44 bewegen, wobei die Leiter 10 mit den Schienen 11 entlang den Stützrollen 12 des Wagens 83 gleitet.

Die verwindungsfesten Träger 76 und 79 übertragen die auf die Leiter 10 ausgeübten äußeren Querkräfte auf den Schwimmkörper 3. Der Schwimmkörper 3 träet einen Teil des Gewichts C der Leiter 10 über die Luftfederung 18, und zwar in Abhängigkeit von dem jeweils eingestellten Druck des Luftkessels 78. Der Anlagedruck K des .Schneidkopfs 25 läßt sich somit auch in Abhängigkeit von dem Druck des l.uftkessels 78 regeln. Die Luftfederung 18 gleicht die Schaukelbewegung des Schwimmkörpers 3 aus und drangt die Leiter ί 10 relativ bezüglich dem Schwimmkörper 3 in Richtung auf die in F i g. 2 voll ausgezogen dargestellte Mittcllage. Der Schwimmkörper 3 kann sich beim Schaukeln in seiner Längsrichtung 1 bewegen, wobei die Leiter 10 eine Schwenkbewegung in Richtung der Pfeile 35

ίο (Fig. 4) vollführt. Dabei rollen die Räder 13 über das Rohr 17. Die Luftfederung 7 hält dabei die Leiter 10 durch den Wagen 83 auf dem Rohr 17. Der Schwimmkörper 3 kann des weiteren relativ bezüglich der Leiter 10 eine Rollbewegung in Richtung der Pfeile 45 (F i g. 5) dadurch vollführen, daß die Gabel 5 um ihre Achse 85 verschwenkbar ist. Zwischen der Gabel 5 und Bühnwänden 37 sind Luftfederungen 6 angeordnet;

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Luftfederungen 6 sind jeweils mit einem Luftkessel 38 verbunden, dessen Druck durch einen Kompressor 39 und ein Ventil 84 einstellbar ist. Die Luftfederungen 6 übertragen das Torsionsmoment des Schneidkopfs 25 auf den Schwimmkörper 3.

In der in F i g. 6 mit gestrichelten Linien angedeuteten Stellung befindet sich der Schwimmkörper 3 in einem Wellental A mit einem Pegelunterschied q von z. B. 3 m unter vUm neutralen Wasserpegel C. In dieem Zustand besitzt der Abstand a der Gelenkachse 36 von dem Schneidkopf 25 einen Minimalwert. Das Baggerohr 26 ist durch einen biegsamen Teil 29 an eine im Schwimmkörper 3 angebrachte Pumpe 19 angeschlossen. Der Teil 29 hat eine solche Länge, daß eine Relativverschiebung in Richtung der Pfeile 44 möglich ist. In der in Fig. 6 durch voll ausgezogene Linien angedeuteten Stellung befindet sich der Schwimmkörper 3 auf einem Wellenberg B mit einem Pegelunterschied t von z. B. 3 m über dem neutralen Wasserpegel C, wobei nunmehr der Abstand b zwischen der Gelenkachse 36 und dem Schneidkopf 25 einen Maximalwert besitzt. Bei der Bewegung des Schwimmkörpers 3 zwischen den beiden in F i g. 6 dargestellten Stellungen verschwenkt sich die Leiter 10 um einen Winkel d, während der Schneidkopf 25 nahezu in der gleichen Stellung verblieben ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche;

1. Schneidkopf-Saugbagger mit einem Schwimmkörper, Verankentngsmitteln zum Verankern des Schwimmkörpers, mit einer von ihrem über dem Wasser liegenden oberen Ende bis zum unteren Ende steifen Leiter, die an ihrem oberen Ende mit dem Schwimmkörper durch eine Lagerung gelenkig verbunden ist, weiche eine Schienenführung und ein um eine horizontale Querachse schwenkbares Traggerüst aufweist sowie mit einem am unteren Ende der Leiter drehbar gelagerten angetriebenen Schneidkopf, dadurch gekennzeichnet, da3 die Schienenführung im wesentlichen in Längsrichtung der Leiter (10) verlaufende, relativ bezüglich dem Schwimmkörper (3) um eine horizontale Querachse kippbare Schienen (11) aufweist und daß das Traggerüst aus zwei miteinander um eine horizontale Querachse schwenkbar verbundenen Trägern (76,79) besteht

2. Schneidkopf-Saugbagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (U) fest an der Leiter (10) angebracht sind.

3. Schneidkopf-Saugbagger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienenführung einen Wagen (83) mit gegen ein Rohr (17) anliegenden Rädern (13) sowie mit den Wagen (83) in bezug auf die Schienen (11) führenden Führungsrollen (28) aufweist

4. Schneidkupf-Saugbagger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (76, 79) verwinducjssteif und im wesentlichen U-förmig ausgebildet sind, u'd daß die Leiter (10) zwischen den U-Schenkeln der Träger verläuft

5. Schneidkopf-Saugbagger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelstege der U-förmigen Träger (76, 79) jeweils von einem Rohr (14 bzw. 17) gebildet sind.

6. Schneidkopf-Saugbagger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung eine um eine in Längsrichtung des Schwimmkörpers verlaufende Achse (85, Fig.3) schwenkbare Gabel (5) zur Ermöglichung einer Rollbewegung des Schwimmkörpers (3) relativ bezüglich dem oberen Ende (43) der Leiter (10) aufweist.

7. Schneidkopf-Saugbagger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung Federungsmittel (6,18) zum Ausgleich der Dünungsbewegung des Schwimmkörpers (3) aufweist.

8. Schneidkopf-Saugbagger nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Winden (27) zur Betätigung eines oder mehrerer den Schneidkopf (25) während der Baggerarbeit verschiebenden Seitenseile (32) an der Leiter (10) angeordnet sind.

9. Schneidkopf-Saugbagger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Winde (34) eines zur Einstellung der Leiter (10) relativ bezüglich dem Boden (40) dienenden Längsseils (33) an der Leiter (10) angeordnet ist.

10. Schneidkopf-Saugbagger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubseil (23, F i g. 2) einer Hebevorrichtung über einen Seillängenversteller (65) läuft, mittels welchem zur Regelung des Anlagedrucks (K) des Schneidkopfs (25) auf dem zu baggernden Bodeim (40) die Seilspannung einstellbar ist