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Die Erfindung betrifft eine Lafette für ein Bohr- und Ankersetzgerät für den Tunnel-, Berg- und Tiefbau, auf der ein Bohrhammer auf Führungen verschieblich angeordnet ist.
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Im Tunnel-, Berg- und Tiefbau wird schweres Gerät eingesetzt, um Bohrungen für Anker, Sprenglöcher etc. herzustellen. Bestandteil eines solchen Gerätes ist eine Lafette, auf der ein als Dreh-/Schlagwerk dienender Bohrhammer auf schienenartigen Führungen verschieblich angeordnet ist, um die Bohrrohre oder Anker in das Gestein eintreiben bzw. -setzen zu können, beispielsweise bekannt aus der
EP 1 298 283 A1 . Weiterer Bestandteil eines Ausbaus ist das Sichern des Gebirges durch Spritz- oder auf vergleichbare Weise aufgebrachten Beton, der in einer geschlossenen Leitung zur Einbaustelle gefördert, dort aus einer Spritzdüse pneumatisch aufgetragen und durch die Aufprallenergie verdichtet wird. Es versteht sich, dass es häufig notwendig ist, beide Arbeitsvorgänge kurz beabstandet zueinander durchzuführen, um schnell einen standfesten Ausbau zu erreichen. Gerade aufgrund der im Tunnel-, Berg- und Tiefbau üblicherweise herrschenden begrenzten Platzverhältnisse besteht dabei häufig das Problem, die Geräte umrangieren zu müssen, was mit erheblichem Aufwand verbunden ist. Wird zum Beispiel ein Bohrwagen mit Lafette eingesetzt, um Anker zu setzen, muss dieser anschließend umrangiert werden, um Platz für ein anderes Aggregat in Form eines Spritzmanipulators zu machen, mit dem das Gebirge dann entsprechend abgesichert werden kann. Aus der
JP 05106388 A ist etwa eine massiv bauende Einrichtung zum Auftragen von Spritzbeton bekannt, die nach den vorherigen separaten Bohr- und Ankersetzarbeiten aufwendig installiert werden muss.
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Damit stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, ein Aggregat zu schaffen, mit dem sich die vorgenannten Arbeiten schneller und effektiver durchführen lassen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Lafette als Trägeraggregat für einen Spritzmanipulator zum Auftragen von Spritzbeton umrüstbar ist.
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Es handelt sich dabei z. B. um eine auf einem Fahrzeug oder einem Vortriebsaggregat wie einer Tunnelbohrmaschine installierte Lafette mit einem verschieblich darauf angeordneten Bohrhammer, die nach einer überschaubaren Anzahl von Umrüstungen als vollwertiger Spritzmanipulator oder vergleichbare Betoniereinrichtung eingesetzt werden kann. Unmittelbar nach dem Bohren bzw. Ankersetzen kann die Umrüstung erfolgen, wobei vorteilhafterweise die zentralen Bauteile der Lafette wie Bohrhammer, Vorschubsystem oder Einrichtungen zum Führen des Bohrgestänges auch in Zusammenhang mit dem Einsatz als Spritzmanipulator Verwendung finden können.
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Hierzu ist vorgesehen, dass der Spritzkopf des Spritzmanipulators beweglich an der Stirnseite der Lafette bzw. der Spritzlanze positioniert ist. Der Spritzkopf kann an einer Lafette oder einem ausfahrbaren Lafettenteil angeordnet sein. Bei erstgenannter Variante können die Arbeitsbewegungen z. B. über den Lafettenauszug durchgeführt werden. Bei beiden Ausführungsformen können ohne Einschränkung und unter Bewahrung der erforderlichen Freiheitsgrade die für den Spritzbetrieb erforderlichen Bewegungen und Funktionen durchgeführt werden.
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Der Aktionsradius des erfindungsgemäßen Spritzmanipulators wird dadurch erhöht, dass die Lafette einen festen Lafettenteil und einen ausfahrbaren Lafettenteil aufweist.
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Bei Letzterem kann es sich um eine Ausführungsform der Erfindung handeln, bei der auf der Lafette zwischen Bohrhammer und Spritzkopf eine Spritzlanze vorgesehen ist. Diese nimmt quasi den ansonsten für das Bohrgestänge vorgesehenen Platz ein, was konkret bedeutet, dass bei entsprechendem Verfahren des Bohrhammers de facto durch die Spritzlanze eine Verlängerung der Lafette in den festen und den ausfahrbaren Teil erreicht werden kann. Wird der Bohrhammer bis zum vorderen Ende des festen Lafettenteils verfahren, kann zusätzlich die gesamte Länge der Spritzlanze mit dem an der Stirnseite des an dem ausfahrbaren Teil der Lafette angeordneten Spritzkopf ausgenutzt werden, wobei die Spitzlanze ausreichend stabil ist, um die hier entstandenen Kräfte sicher aufnehmen zu können.
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In dieser Hinsicht ist es auch hilfreich, wenn die Spritzlanze mit dem Einsteckende des Bohrhammers, z. B. über ein Gewinde verbindbar ist. Damit dient der Hammer gewissermaßen als Halterung, Führung und Bindeglied für die Kraftübertragung auf die Spritzlanze.
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Um bei vergleichsweise geringem Gewicht große Biegemomente auch bei ausgefahrener Spritzlanze übertragen zu können, ist vorgesehen, dass die Spritzlanze ein dünnwandiges Hohlprofil aufweist. Dabei ist insbesondere an ein rechteckiges, vorzugsweise ein quadratisches Hohlprofil gedacht.
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Diese geometrische Form bringt auch Vorteile in Hinblick auf eine Verdrehsicherung mit sich, insbesondere wenn am vorderen Ende der Lafette Führungsklauen für die Spritzlanze vorgesehen sind. Hier gilt es, zusätzlich eine Führung an der Vorderseite der Lafette für die Spritzlanze und eine Verdrehsicherung zu schaffen.
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Entsprechend ist vorgesehen, dass die Führungsklauen korrespondierend zu dem Querschnitt der Spritzlanze ausgebildet sind, wobei sie über einen möglichst großen Abschnitt des Profils dieses umfassen. Gleitstücke sichern hier die Verschieblichkeit der Spritzlanze in den Führungsklauen in deren Längsachsenrichtung.
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Es gilt, das Umrüsten zwischen dem Bohrbetrieb der Lafette und dem Einsatz als Spritzmanipulator möglichst schnell bewerkstelligen zu können. Hierzu ist ggf. im Prinzip nur die Spritzlanze mit dem an ihrem vorderen Ende befestigten Spritzkopf mit dem Bohrhammer zu verbinden. Außerdem sollen die Bohrstahlführungen der Schwenkarmklemme durch die angesprochenen Führungsklauen ersetzt werden können, es wird also weitgehend auf die Einrichtungen zum Führen des Bohrgestänges zurückgegriffen. Damit dieser Wechsel einfach und schnell herbeigeführt werden kann, sind die Führungsklauen durch Querbolzen gesichert, die entsprechend schnell montiert und demontiert werden können.
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Es liegt in der Natur des Trocken- wie des Nassspritzens von Spritzbeton, dass es gewissen Rückprall gibt, der für den hier beschriebenen Einsatzzweck die Funktion der Lafette weder für den Moment noch auf Dauer beeinträchtigen können soll. Daher ist daran gedacht, dass die Lafette und/oder die Spritzlanze mit einer Schutzabdeckung versehen ist, wobei sich die Schutzabdeckung zumindest im vorderen Bereich von Lafette bzw. Spritzlanze erstrecken sollte. Sie verhindert, dass der Rückprall auf den Führungen der Lafette oder auch im Bereich der Führungsklauen landet und deren Funktion beeinträchtigt. Stattdessen ist eine vergleichsweise einfach von dem Rückprall zu befreiende, vorzugsweise glattwandige Schutzhaube vorgesehen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht dabei vor, dass die Schutzabdeckung aus Kunststoff hergestellt ist. Dieses Material ist nicht nur leicht, sondern auch sehr einfach zu säubern.
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Es ist darüber hinaus denkbar, dass die Schutzabdeckung mehrteilig ausgebildet ist, wenn je nach Einsatzfall mit einem verstärkten Rückprall zu rechnen ist und von daher die Notwendigkeit besteht, die Lafette auch über den angesprochenen Bereich hinaus gegen Rückprall zu schützen.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Gerät für den Vortrieb im Tunnel-, Berg- und Tiefbau geschaffen ist, das zwei Funktionen in sich vereinigt. Im Prinzip wird ein separater Spritzmanipulator entbehrlich, da die Bohrlafette mit wenigen Maßnahmen zu einem Spritzmanipulator oder einer vergleichbaren Betoniereinrichtung umgerüstet werden kann. Die auf einem entsprechenden Fahrzeug oder Vortriebsaggregat vorhandene Lafette wird zugleich als Trägeraggregat für den Spritzmanipulator eingesetzt, ihre Bestandteile Bohrhammer, Vorschubsystem, z. B. Zylinder, Ketten oder Seile und Führungen werden auch für den Spritzmanipulator eingesetzt. Neben einer Variante mit einer Lafette mit stirnseitigem Spritzkopf, bei der die Arbeitsbewegung z. B. über den Lafettenauszug bewerkstelligt wird, ist an eine verbesserte Ausführungsform gedacht, bei der das Einsteckende des Bohrhammers mit einer Spritzlanze verbunden wird, die an Stelle des Bohrgestänges tritt. Das Vorschubsystem rund um den Bohrhammer wird dabei zum Verfahren der Spritzlanze mit dem vorderseitigen Spritzkopf genutzt. In Zusammenhang mit dem beweglich gelagerten Spritzkopf an der Stirnseite der Lafette bzw. der Spritzlanze steht für den Einsatz als Spritzmanipulator damit die komplette Kinematik zur Verfügung, wie sie herkömmlich für ein solches Aggregat benötigt wird.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
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1 eine zum Spritzmanipulator umgerüstete Bohrlafette in perspektivischer Ansicht,
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2 eine zum Spritzmanipulator umgerüstete Bohrlafette mit Spritzlanze in perspektivischer Ansicht,
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3 die Lafette mit Spritzlanze, Spritzkopf und Schutzabdeckung in Seitenansicht im eingefahrenen Zustand,
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4 die Lafette gemäß 3 im ausgefahrenen Zustand,
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5 den Schnitt gemäß Linie A-A aus 4 und
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6 den Schnitt gemäß Linie B-B aus 4.
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Gezeigt ist in 1 die Variante der Erfindung mit einer Bohrlafette 1 auf dem Lafettenträger 27, an deren Stirnseite 7 sich der Spritzkopf 5 befindet. Eine Schutzabdeckung 16 verhindert den Rückprall des Betons auf die Lafette 1.
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In den 2–6 ist die Variante der Erfindung mit der Spritzlanze dargestellt. So zeigt 2 die Lafette 1 auf dem Lafettenträger 27, die zu einem Spritzmanipulator 2 umgerüstet ist. An der Stirnseite 7 der Lafette 1 befindet sich der Spritzkopf 5, der um die Längsachse 18 der Lafette 1 und mit weiteren Freiheitsgraden beweglich gelagert ist. Über die Spritzlanze 6, betätigt bzw. verschoben durch den Bohrhammer 3, kann der Spritzkopf 5 beliebig in Längsachsenrichtung 18 verschoben werden, um den Wirkbereich der Lafette 1 annähernd zu verdoppeln. Die Schnittstelle 19 in Form einer Flanschplatte 28 dient zur Verbindung mit dem jeweiligen Fahrzeug bzw. der Verlagerungskonstruktion. Die Schutzabdeckung 16 aus Kunststoff an der Stirnseite 7 der Lafette 1 bzw. der Spritzlanze 6 dient dazu, den beim Trocken- wie beim Nassspritzen entstehenden Rückprall des Spritzbetons, der die Funktion der Lafette 1 behindern könnte, von dieser fernzuhalten. Insbesondere gilt dies für die schienenartigen Führungen 4 und die Verschiebbarkeit des Bohrhammers 3 auf diesen Führungen. Hier ist der vordere Bereich 15 der Lafette 1 durch die Schutzabdeckung 16 gesichert ist, dieser könnte aber auch, ggf. durch eine längere oder mehrteilige Schutzabdeckung 16 beliebig verlängert werden, falls dies notwendig sein sollte. Unter der hier transparent dargestellten Abdeckung 16, die Bestandteil der Spritzlanze 6 bzw. der Lafette 1 ist, am vorderen Ende 10 der Lafette 1 befinden sich die Führungen für die Spritzlanze 6.
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In 3 ist eine Lafette 1 in eingefahrenem und in 4 in ausgefahrenem Zustand dargestellt. Gemäß 3 befindet sich der Bohrhammer 3 in der eingefahrenen Position am rückseitigen Ende 21 der Lafette 1. Der Lafettenteil 23 und der ausfahrbare Lafettenteil 24 in Form der Spritzlanze 6 liegen übereinander. Über die als Schnittstelle 19 dienende Flanschplatte 28 kann die Lafette mit einem Trägeraggregat verbunden werden. Die Gelenke 25, 26 gewährleisten dann die Schwenkbarkeit der Lafette 1.
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4 veranschaulicht in Vergleich mit 3, dass der Lafettenteil 24 ausfahrbar ist, indem durch Verfahren des Bohrhammers 3 über die Führung 4 nach vorne eine zusätzliche Länge überbrückt werden kann, so dass deutlich wird, dass mit dem erfindungsgemäßen Spritzmanipulator 2 kinematisch praktisch keine Einschränkungen verbunden sind.
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In dem Schnitt durch die Lafette 1 gemäß 5 lässt sich die Führung der Spritzlanze gut erkennen. Die Spritzlanze 6 mit ihrem hohlwandigen Profil 9 wird durch die Führungsklauen 11, 12 stirnseitig der Lafette gehalten. Diese Klauen 11, 12 dienen einerseits als Führung, andererseits aber auch als Verdrehsicherung für die Spritzlanze 6. Die Klauen 11, 12 liegen nahezu über den kompletten Umfang des Profils 9 an diesem an, um die angesprochene Wirkung auch zu gewährleisten. Ein Wechsel der Klauen 11, 12 ist denkbar einfach durch vorheriges Ziehen der Querbolzen 13, 14 zu erreichen, wenn wieder eine Umrüstung auf normalen Bohrbetrieb erreicht werden soll. Gleitstücke 17 gewährleisten die Funktion der Führung der Spritzlanze 6 durch die Klauen 11, 12.
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6 stellt einen Ausschnitt dar, der die Verbindung zwischen Hammer 3 und Spritzlanze 6 veranschaulicht. Die Spritzlanze 6 wird über das Einsteckende 8 des Hammers 3 mit dem Vorschub der Lafette 1 verbunden. Hier über ein Gewinde 22, wozu vorteilhafterweise keine Umrüstung des für den Bohrbetrieb eingesetzten Hammers notwendig ist.