Fräsrahmen für eine Schlitzwandfräse mit einer Druckausgleichsvorrichtung für die Lagerdichtungen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Fräsrahmen für eine Schlitzwandfräse mit ölgeschmierten Lagerdichtungen für die Fräsräder und mit einer geregelten hydraulischen Druckausgleichsvorrichtung für die Lagerdichtungen.

[0002] Mit Schlitzwandfräsen werden im Tiefbau Schlitze hergestellt, die bis zu 100 m tief sein können. Der Schlitz wird bis zur Herstellung der Schlitzwand mit einer Stützflüssigkeit aus einem Bentonit- und Wassergemisch gefüllt. Mit zunehmender Tiefe steigt der Flüssigkeitsdruck, so daß die Lagerdichtungen für die Fräsräder mit einer Druckausgleichsvorrichtung versehen sein müssen, um ein Eindringen von Stützflüssigkeit bzw. ein Lecken und Ölverlust zu verhindern. An bekannten Druckausgleichsvorrichtungen hatte sich bei schnellen Tiefenänderungen des Fräsrahmens bzw. bei schnellen Druckänderungen als problematisch erwiesen, den Innendruck der Lagerdichtungen entsprechend schnell nachzuführen.

[0003] Eine derartige Druckausgleichsvorrichtung ist aus der DE-A-2162314 bekannt.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fräsrahmen mit einer Druckausgleichsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher ein zuverlässiger Druckausgleich auch bei schnellen Druckänderungen durchgeführt wird.

[0005] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein mit den Dichtungen über Leitungen verbundenes, druckfestes Ölreservoir vorhanden ist, daß ferner ein nach unten offener, luftgefüllter, dem Außendruck ausgesetzter, vertikal unter dem Ölreservoir angeordneter Pufferraum vorhanden ist, daß Ölreservoir und Pufferraum über einen längsverschiebbaren Kolben miteinander verbunden sind, und daß der Kolben mit einer Druckfeder in Richtung auf das Ölreservoir vorgespannt ist.

[0006] Die Erfindung hat den Vorteil, daß aufgrund der Federvorspannung einerseits ein fest vorgegebener, konstanter Überdruck im Ölreservoir und damit in den Lagerdichtungen erzeugt wird. Außerdem können auf diese Weise Leckageverluste ausgeglichen werden. Er verhindert auch bei schnell zunehmendem Außendruck das Eindringen von Stützflüssigkeit, selbst wenn der Kolben beispielsweise wegen einer Haftreibungswirkung nur verzögert oder zu träge ausgelenkt wird. Die im Pufferraum verdichtete Luft wirkt als Trennmedium zwischen der Stützflüssigkeit und den bewegbaren Teilen der Druckausgleichsvorrichtung, so daß dieser kritische und empfindliche Bereich gegen Verschmutzung geschützt ist.

[0007] Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Druckfeder als Schraubenfeder ausgebildet ist, die auf dem Kolben sitzt und die sich einerseits auf einem Flansch an einem Kolbengehäuse und andererseits an einer Schulter am Kolben abstützt.

[0008] Eine besonders leichtgängige Führung wird dadurch erreicht, daß der Kolben auf seiner dem Ölreservoir zugewandten Seite mit einer Buchse versehen ist und daß die Druckfeder zwischen dem Kolben und der Buchse liegt.

[0009] Es erweist sich als besonders zweckmäßig, daß die Buchse an ihrem freien Ende mit einem Boden versehen ist, an welchem die zugehörige Stirnseite des Kolbens von innen anliegt. Die Buchse, die auf diese Weise jede Kolbenbewegung mitmacht, bildet einen mit Hilfe einer Rollenmembran einen auf einfache Weise abdichtbaren, bewegbaren Verschluß des Ölreservoirs.

[0010] Eine schnelle Nachregelung wird ferner dadurch unterstützt, daß der Kolben zur Verringerung des Eigengewichts bzw. zur Verbesserung des Auftriebs hohl ausgebildet ist.

[0011] Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles weiter beschrieben.

Fig. 1

zeigt schematisch in einer perspektivischen Ansicht eine Schlitzwandfräse und

Fig. 2

zeigt einen Vertikalquerschnitt durch eine Druckausgleichsvorrichtung für die Lagerdichtungen eines Fräsrahmens der Schlitzwandfräse gemäß Fig. 1.

[0012] Gemäß Fig. 1 umfaßt die hier dargestellte Schlitzwandfräse einen schienengeführten Wagen 10 mit einem Ausleger 11, an welchem über ein Tragseil 14 ein Fräsrahmen 12 aufgehängt ist. Am Fräsrahmen 12 befinden sich zwei Paar Fräsräder 13, die von Hydromotoren angetrieben werden. Ein mit einer Stützflüssigkeit aus einem Wasser-/Bentonitgemisch gefüllter Schlitz ist mit 15 bezeichnet.

[0013] Am Fräsrahmen 12 ist eine Druckausgleichsvorrichtung 16 verschraubt, welche mit Öl geschmierten Lagerdichtungen (nicht dargestellt) der Fräsräder 13 leitungsverbunden ist. Die Druckausgleichsvorrichtung 16 dient dazu, den Öldruck in den Lagerdichtungen in Abhängigkeit vom Außendruck in der Stützflüssigkeit in der Weise nachzuregeln, daß weder Öl aus den Lagern austritt noch Stützflüssigkeit in die Lager eintritt.

[0014] Die Druckausgleichsvorrichtung 16 umfaßt gemäß Fig. 2 ein druckfestes Ölreservoir 17, einen luftgefüllten Pufferraum 18 sowie einen vertikal längsverschiebbaren Druckkolben 19. Der Kolben 19 und das Ölreservoir 17 befinden sich in einem zylindrischen Gehäuse 20, welches über eine Halterung 21 am Fräsrahmen 12 (Fig. 1) verschraubt ist. Ferner ist eine den Pufferraum 18 umgebende Glocke 22, die im übrigen am Gehäuse 20 angeschweißt ist, mit einer Schraube 23 am Fräsrahmen gesichert.

[0015] Das Ölreservoir 17 ist mit einer ersten Öffnung (24) zum Anschluß an eine Schlauchleitung versehen, die zu einem Druckmeßgerät führt (nicht dargestellt). Über eine zweite verschließbare Öffnung 25 kann das Ölreservoir befüllt bzw. nachgefüllt werden. Eine dritte Öffnung 26 dient zum Anschluß einer Schlauchverbindung hin zu den Lagerdichtungen (nicht dargestellt).

[0016] Das im Gehäuse 20 integrierte Ölreservoir 17 ist einerseits durch eine Verlängerung 27 eines den Kolben 19 aufnehmenden Zylindermantels und andererseits durch einen stirnseitig angeflanschten Topf 28 gleicher Länge begrenzt. An der Verbindungsstelle von Topf 28 und Verlängerung 27 ist das Ende einer Rollenmembran 29 eingespannt, welche das Ölreservoir 17 gegen den Kolben 19 und die Kolbenführung abdichtet.

[0017] Der als Hohlkörper ausgebildete, vertikal verschiebbare Kolben 19 beaufschlagt mit einer Stirnseite großflächig das Ölreservoir 17 in der Weise, daß eine Kolbenverschiebung eine Druckänderung erzeugt. Eine Kolbenverschiebung wird dadurch ausgelöst, daß beim Absenken oder Anheben des Fräsrahmens die Stützflüssigkeit einen entsprechenden Druck auf das freie Ende des Kolbens 19 im Bereich des Pufferraums 18 ausübt.

[0018] Der Kolben 19 ist durch eine hier als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 30 gegen das Ölreservoir 17 vorgespannt. Daraus ergibt sich, daß der Innendruck im Ölreservoir 17 der Summe des Außendrucks im Schlitz 15 (Fig. 1) und der Federvorspannung besteht. Durch entsprechende Wahl der Federlänge bzw. des Federwegs kann die Federkraft über eine vorgegebene Wegstrecke konstant gehalten werden.

[0019] Die Druckfeder 30, die den Kolben 19 umgibt, stützt sich auf einen Ringflansch 31 an der freien Stirnseite des Gehäuses 20 ab. Als Gegenstück ist am Kolben 19 eine Ringschulter 32 zur Abstützung der Druckfeder 30 ausgebildet.

[0020] Im Gehäuse 20 ist auf den Kolben 19 eine Buchse 33 gesetzt, welche die Druckfeder 30 außenseitig übergreift, so daß diese zwischen Buchse 33 und Kolben 19 zu liegen kommt. Der Kolben 19 selbst und die Druckfeder 30 sind außer Kontakt mit der Gehäusewand. Durch entsprechende Wahl des Buchsenmaterials kann eine leichtgängige Kolbenführung erreicht werden. Die Buchse 33 ist ferner mit einem Boden 34 versehen, auf welchem sich einerseits die Stirnseite des Kolbens 19 abstützt und andererseits die Rollenmembran 29 zu liegen kommt.

[0021] Im Pufferraum 18 befindet sich eine Luftblase, welche verhindert, daß Stützflüssigkeit zwischen die bewegten Teile, insbesondere in die Kolbenführung, gelangt.

Ansprüche

1. Fräsrahmen für eine Schlitzwandfräse mit ölgeschmierten Lagerdichtungen für die Fräsräder und mit einer geregelten hydraulischen Druckausgleichsvorrichtung für die Lagerdichtungen,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein mit den Lagerdichtungen über Leitungen verbundenes, druckfestes Ölreservoir (17) vorhanden ist,
daß ferner ein nach unten offener, luftgefüllter, dem Außendruck ausgesetzter, vertikal unter dem Ölreservoir (17) angeordneter Pufferraum (18) vorhanden ist,
daß Ölreservoir (17) und Pufferraum (18) über einen längsverschiebbaren Kolben (19) miteinander verbunden sind, und
daß der Kolben (19) mit einer Druckfeder (30) in Richtung auf das Ölreservoir 17 vorgespannt ist.

2. Fräsrahmen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckfeder (30) als Schraubenfeder ausgebildet ist, die auf dem Kolben (19) sitzt, und die sich einerseits auf einem Flansch (31) an einem Kolbengehäuse (20) und andererseits an einer Schulter (32) am Kolben (19) abstützt.

3. Fräsrahmen nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (19) auf seiner dem Ölreservoir (17) zugewandten Seite mit einer Buchse (33) versehen ist, und daß die Druckfeder (30) zwischen dem Kolben (19) und der Buchse (33) liegt.

4. Fräsrahmen nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Buchse (33) an ihrem freien Ende mit einem Boden (34) versehen ist, an welchem die zugehörige Stirnseite des Kolbens (19) von innen anliegt.

5. Fräsrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (19) hohl ausgebildet ist.

Claims

1. Cutter frame for a slotted wall milling cutter with oil-lubricated bearing seals for the cutter wheels and with a regulated hydraulic pressure compensating device for the bearing seals,
characterized in that
a pressure-resistant oil reservoir (17) connected to the bearing seals by means of lines is provided,
also a downwardly open, air filled, external pressure-exposed buffer chamber (18) is positioned vertically below the oil reservoir (17),
oil reservoir (17) and buffer chamber (18) are interconnected by means of a longitudinally displaceable piston (19) and
the piston (19) is preloaded with a compression spring (30) in the direction of the oil reservoir (17).

2. Cutter frame according to claim 1,
characterized in that
the compression spring (30) is constructed as a helical spring placed on the piston (19) and which is supported on the one hand on a flange (31) on a piston casing (20) and on the other on a shoulder (32) on the piston (19).

3. Cutter frame according to claims 1 or 2,
characterized in that
on its side facing the oil reservoir (17), the piston (19) is provided with a bushing (33) and that the compression spring (30) is positioned between the piston (19) and the bushing (33).

4. Cutter frame according to claim 3,
characterized in that
at its free end the bushing (33) is provided with a base (34) on which engages from the inner side of the associated end face of the piston (19).

5. Cutter frame according to one of the preceding claims,
characterized in that
the piston (19) is hollow.

Revendications

1. Châssis porte-fraise pour une fraise de flanc de fente, équipé de garnitures d'étanchéité de paliers lubrifiées par l'huile pour les fraises, et d'un dispositif hydraulique réglé d'équilibrage de la pression pour les garnitures d'étanchéité de paliers, caractérisé en ce qu'il est prévu un réservoir d'huile (17), résistant à la pression, relié aux garnitures d'étanchéité de paliers par des conduites, en ce qu'il est prévu en outre une chambre tampon (18) ouverte vers le bas, remplie d'air, exposée à la pression extérieure, agencée à la verticale au-dessous du réservoir d'huile (17); en ce que le réservoir d'huile (17) et la chambre tampon (18) sont reliés l'un a l'autre par un piston (19) mobile en translation longitudinale ; et en ce que le piston (19) est précontraint en direction du réservoir d'huile (17) au moyen d'un ressort de compression (30).

2. Châssis porte-fraise selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort de compression (30) est constitue par un ressort hélicoïdal qui est monté sur le Piston (19) et qui prend appui, d'un côté, sur une bride (31) Portée par le boîtier (20) du piston et, de l'autre côté, contre un épaulement (32) prévu sur le piston (19).

3. Châssis porte-fraise selon la revendication 1, ou 2, caractérisé en ce que le piston (19) est muni d'un fourreau (33) sur son côté dirigé vers le réservoir d'huile (17), et en ce que le ressort de compression (30) est interposé entre le piston (19) et le fourreau (33).

4. Châssis porte-fraise selon la revendication 3, caractérisé en ce que le fourreau (33) est muni, à son extrémité libre, d'un fond (34) contre lequel la face frontale correspondante du piston (19) est appuyée de l'intérieur.

5. Châssis porte-fraise selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston (19) est creux.

Zeichnung