Handbuch des Maschinenwesens beim Baubetrieb: Dritter Band Die Geräte für Erd- und Felsbewegungen

665 Pages·1937·41.259 MB·German

by  Dr. Georg Garbotz VDI (auth.), Dr. Georg Garbotz VDI (eds.)

Handbuch
des Maschinenwesens
beim Baubetrieb
Herausgegeben von
Dr. Georg· Garbotz VDI
o. Professor an der Technischen Hochsehnll~ Berlin
Dritter Band
Die Geräte für Erd- und Felsbewegungen
Erster Teil:
Die maschinellen Hilfsmittel für das Lösen, Laden und
Einbringen der 1\'Iassen bei Trocken-, Erd- und Felsbe
wegungen (Bagger und Kippen-Geräte)
von
Dr. Georg Gar bot z VDI, o. Professor a. d. Techn. Hochschule Berlin
unter Mitarbeit von Dr.-Ing. Theodor Krauth,
Direktor des Bad. Staatstechnikums, Karlsruhe
und Dr.-Ing. W. Franke VDI, Dresden
Mit 900 Textabbildungen, 'fabellen, Mustern
und 11 Tafeln
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1937
ISBN 978-3-662-32086-0 ISBN 978-3-662-32913-9 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-32913-9
Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung
in fremde Sprachen, vorbehalten.
Copyright 1937 by Springer-Verlag Berlin Heidelberg
Ursprünglich erschienen bei Julius Springer in Berlin 1937
Softcoverreprint ofthe bardeover 1st edition 1937
Vorwort.
Seit dem Erscheinen des Bandes I des Handbuches des Maschinenwesens
beim Baubetrieb sind nahezu 6 Jahre vergangen. Eine Welt ist zusammen
gebrochen, Neues emporgewachsen, das Deutschland frei gemacht hat und den
deutschen Menschen wieder hoffnungsfroh und stolz in die Zukunft blicken läßt.
Die Wirtschaft ist in geradezu unvorstellbarem Ausmaße in Gang gekommen;
der Reichsautobahnbau, die Bauindustrie war zur Initialzündung ausersehen.
Was wunder, daß die Entwicklung zu einer stärkeren Durchdringung von For
schung und Lehre mit betriebstechnischen Gesichtspunkten, welche
die beim Herstellungsvorgang auftauchenden Beziehungen von Mensch
und Maschine, das Verhältnis von Fertigung und Planung in den
Vordergrund rücken, beschleunigt wurde, daß eine ungewöhnlich stürmische
Entwicklungsarbeit sich in den zahllosen Neuformen der Baumaschinen der
letzten vier Jahre zeigt.
Vielleicht war es unter diesem Gesichtswinkel nicht einmal ein Fehler, daß
1933 die bereits ziemlich weitgehenden Vorarbeiten für den Bd. III unterbrochen
werden mußten, als ich teils im Vorstand und in der Geschäftsleitung des VDI,
teils im Rahmen eines vom Stellvertreter des Führers berufenen Ausschusses an
der Umstellung des VDI und an den Vorarbeiten für die dem Generalinspektor
für das deutsche Straßenwesen übertragene Zusammenfassung der Technik im
neuen Staat drei Jahre mitarbeiten durfte.
Dieser Tätigkeit entsprang auch der Plan, den Band III des Handbuches auf
zuteilen und in zwei Teilen im Verlag Julius Springer, Berlin und im VDI-Verlag
herauszugeben, um so das einzelne Buch nicht zu stark im Umfang anschwellen
zu lassen. Es hatte sich nämlich herausgestellt, daß das bei mir vorliegende Ma
terial aus der früheren Tätigkeit bei der Philipp Holzmann A. G. und der Siemens
Bauunion G. m. b. H. einerseits sowie der Tätigkeit als Forscher und Sach
verständiger andererseits so umfangreich war, daß es schon drei Bände ge
füllt hätte. Die obengenannte Inanspruchnahme nötigte mich aber außerdem,
mich auf Mitarbeiter zu stützen, die gleichfalls über ein sehr ausgedehntes
1\'Iaterial und praktische Erfahrungen verfügten.
Die Aufteilung des dritten Bandes "Die Geräte für Erd- und Fels
bewegungen" erfolgte dabei so, daß zunächst der erste Teil "Die maschi
nellen Hilfsmittel für das Lösen, Laden und Einbringen der Massen bei Trocken-,
Erd- und Felsbewegungen (Bagger und Kippen-Geräte)" bei J ulius Springer,
Berlin, der zweite Teil "Die Fördermittel des Erdbaues. Die Gleisrück- und
Gleisbaumaschinen" beim VDI-Verlag erscheint.
Einem Wunsche der Verlage entsprechend sind dabei neben der eigentlichen
Aufgabe des Werkes, die Anwendung der Maschine für den Bau- und Berg
ingenieur in den Vordergrund zu stellen, ihm also vornehmlich das betriebs
technische Rüstzeug beim Einsatz, der Pflege und der Kostenermittlung seiner
IV Vorwort.
Geräte in die Hand zu geben, hier auch für den Konstrukteur alle ihn in
teressierenden Berechnungs- und Ausführungsunterlagen zusammen
getragen worden. Durch sehr weitgehende Schrifttumsnachweise aus der mehr
als 20000 Karten umfassenden Literaturkartei des Institutes konnten die Aus
führungen wirkungsvoll vertieft werden.
Ich danke es meinen Mitarbeitern, den Herren Dr.-Ing. Krauth, Dr.-Ing.
Franke, Dr.-Ing. Meyer-Heinrich, Dr.-Ing. Enzweiler, Dr.-Ing. Voigt,
sowie der Hochtief A. G., wenn ich auf den Gebieten des Lösensund Ladens
im Baggerschacht oder des Einbringens auf der Kippe nicht nur den
Studierenden, sondern vor allem der Bau- und Abraumpraxis ein ganz beson
ders umfangreiches und wertvolles Erfahrungsmaterial übergeben kann. Ich
danke es aber auch meinen langjährigen Mitarbeitern, Herrn Obering. Dr.-Ing.
Bonwetsch für den textlichen Teil sowie Herrn Obering. v. Rothe für die
Schrifttumsnachweise, wenn ich trotz der starken Belastung in den letzten drei
Jahren die beiden Bände habe zum Abschluß bringen können.
Berlin, den 17. :Februar 1937.
Dr. G. Garbotz.
Inhaltsverzeichnis.
Seite
Einleitung: Das Thema des dritten Bandes . . . . . . 1
l. Die Aufgaben des Bauingenieurs bei Erd- und Felsbewegungen 1
2. Der Umfang des Geräteparkes . . . . . . . . . . . . . . . 4
A. Die Geräte zum Lösen und Laden der 1\'Iassen.
I. Die Greifbagger von Prof. Dr. G. Garbotz, Berlin . 7
a) Beschreibung und Arbeitsvorgang 7
b) Geschichtliches . . . . . . . . . . . . 9
c) Theoretische Grundlagen . . . . . . . . 10
Gang der Berechnung eines Greifbaggers . . . . 11
1. Der Greifkorb S. 11-2. Der Greiferkran S. 13.
d) Aufbau und Bauarten der Greifkörbe und Greiferkrane
1. Der Greifkorb S. 22. - 2. Der Greiferkran S. 33. 21
e) Verwendungsbereich . . . . . 43
f) Leistungen und Betriebskosten 45
g) Auf- und Abbau . . . . . . 50
h) Abschreibung und Verzinsung. 53
i) Löhne . . . . . 55
k) Betriebsstoffe . . 56
I) Instandsetzungen 56
m) Der Betrieb . . . 57
n) Aufschreibungen. 63
o) Ausrüstung und Zubehör 68
Schrifttum . . . . . . . . . . 71
II. Die Löffelbagger von Prof. Dr. G. Garbotz, Berlin. . . . . . . . . . . 73
a) Beschreibung und Arbeitsvorgang . 73
b) Geschichtliches . . . . . . . 75
c) Theoretische Grundlagen . . . . . 77
Berechnung eines Löffelbaggers . . 77
1. Das Hubwerk S. 77.- 2. Das FahrwerkS. 78.- 3. Das Schwenk- bzw.
Drehwerk S. 79.-4. Die Standfestigkeit. S. 80.
d) Aufbau- und Bauarten . 80
1. Der Unterwagen . . . . . . . . . . . . . 81
2. Der Oberwagen . . . . . . . . . . . . . . 103
3. Der Antrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
4. Der Ausleger mit Löffelstielen und Vorschubwerk 130
5. Der Löffel . . . . . . . . 135
6. Die Baggergrößen . . . . . 138
e) Verwendungsbereich . . . . . 140
f) Leistungen und Betriebskosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
Auf- und Abbau S. 153. - Abschreibung und Verzinsung S. 153. -Löhne
S. 161. - Betriebsstoffe S. 161. - Instandsetzungen S. 161. - Der Betrieb
S. 164. - Aufschreibungen S. 165.
g) Ausrüstung und Zubehör . 165
Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . 167
VI Inhaltsverzeichnis.
Seite
III. Die Eimerkettenbagger von Dr.-Ing. Tb. Krauth, Karlsruhe 170
a) Beschreibung und Arbeitsvorgang . 170
b) Geschichtliches •.... 173
c) Theoretische Grundlagen . 177
d) Aufbau .••••.•.. 181
1. Die Leiteranordnung. . • . • . • • • . . . . . • • . • • • ••.• : • 181
a:) Die Tiefbaggerung bei durchhängender Eimerkette S. 181. - ß) D1e Tief
baggerung bei geführter Eimerkette S. 185.-y) Die Tiefbaggerung mit halb
geführter Kette S. 194.-d) Die Hochbaggerung S. 194.
2. Die Leiter- und Kettenausführung. . . . . . . . • . . • . . • . . . . 196
a:) Die Eimerleiter S. 196. - ß) Die Eimerkette S. 198. - y) Die theoreti
schen Grundlagen für die Erzielung des besten Eimerwirkungsgrades S. 205. .
3. Das Baggergerüst mit dem Sattelstück und den Fahrwerken • . . . . . 211 ·
a:) Die Schienenfahrwerke S. 212. - ß) Die Raupenfahrwerke S. 217. -
y) Die Entleerungs-(Schütt-)Vorrichtungen S. 222.
4. Die Bagger-Fahr- und Eimerleiter-Getriebe ............... 227
a:) Die Triebwerke für die Grabbewegung S. 227.-ß) Die Triebwerke für
das Heben und Senken der Eimerleiter S. 232.-y) Die Triebwerke für die
Fahrbewegung S. 235.
5. Die Antriebsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . •'. 240
6. Die Bedienung, Steuerung und Schaltung der Maschinen . • 248
7. Die Schmierung und Beleuchtung ........ . 254
a:) Schmierung S. 254. - ß) Beleuchtung S. 254.
e) Bauarten . . • . . . . . . • . . . . . . . . . . . 255
1. Die Seitenschütter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
a:) Die Gleisbagger S. 257. - ß) Die Raupenbagger S. 260.
2. Die Eintorbagger . . 263
3. Die Doppeltorbagger. 265
4. Die Großtorbagger 266
5. Die Verbundbagger 267
6. Die Schwenkbagger 269
7. Die Kanalbagger . 276
8. Die Grabenbagger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Amerikanische Grabenbagger S. 279. - Deutsche Grabenbagger S. 281.
9. Die Universalbagger . . . . . . 284
10. Die Schaufler-Eimerkettenbagger . 285
11. Die Vertikalbagger . . . . . . . . . 288
f) Verwendungsbereich . . . . . . . . . . 291
1. Allgemeine Verwendungsmöglichkeiten. 291
2. Die Anlage der Baggerstrossen . . . . 293
3. Das Baggergleis . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . 299
a:) Die Schienen S. 299.-ß) Die Schwellen S. 300.-y) Die Schienenbe
festigung S. 303. - 15) Die Fahrleitungsanlagen für Bagger, Absetzerund
Förderbrücken S. 306.
g) Leistungen und Betriebskosten 309
1. Die Baggerleistungen . . . 309
2. Die Betriebskosten ......................... 314
a:) Kapital- und einmalige Kosten S. 314. - ß) Laufende Betriebskosten
s.
321.
h) Ausrüstung und Zubehör. 337
Schrifttum . ·. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
IV. Die Bagger-Sonderbauarten von Prof. Dr. G. Garbotz, Berlin . 346
a) Die absatzweise arbeitenden Sonderbagger . . . . . . . . . . . 346
1. Die Zusatzeinrichtungen für Universal-Löffelbagger. . . . . . . . . . . 346
cx) Die Greifbaggereinrichtung S. 348. - ß) Die Eimerseil- und Tieflöffel
baggereinrichtung S. 349. - y) Die Planierbagger-Einrichtung S. 357. -
15) Die Kran-, Stampf- und Rammeinrichtung S. 358.
2. Die Schaufelrinnenbagger . . . . • . . . . • • . . . . • . • . . • . 359
Inhaltsverzeichnis. VII
Seite
3. Die Schrapper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • 360
ot) Der Schrapper für die Baustelle S. 360. - {J) Der Schrapper zur Lager
platzbedienung (schwere Anlagen) S. 366. - y) Die Schrapper-Sonderbau
arten S. 372. - 15) Wirtschaftlichkeitsberechnung einer deutschen Schrapper
anlage S. 375.
4. Die Schaufellader . . . . . . • . . . . . . . . • 376
b) Die kontinuierlich arbeitenden Bagger in Sonderbauart 381
1. Die Schaufelradbagger . . • . . • . . . . 381
2. Die Erdhobelmaschinen und Fräserbagger . 385
3. Die Kratz. und Schrämbagger 388
4. Die Torfbagger 390
Schrifttum . . • . . . . . . • . . . 393
V. Amerikanische Löffelbagger von Dr.-lng. W. Franke, Dresden . 395
a) Verbreitung und Entwicklung des Löffelbaggers in Amerika . 395
b) Anwendungsgebiete des Löffel- und Auto-Universalbaggers 397
c) Aufbau-Einzelheiten amerikanieeher Bagger. . • . . . . . . 402
1. Die Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • 402
2. Die Fahrwerksausbildung der kleinen und mittleren Raupenbagger 403
3. Das Grabgefäß, das Hub- und Vorschubwerk . . . . • . • . . 410
d) Bauarten amerikanischer Bagger . . . . 412
I. Die Eisenbahnbagger . . • . . . . . 412
2. Die Auto-Löffelbagger . . . . . . . . 413
3. Die Groß-Löffel- und -Eimerseilbagger 418
4. Die Schreitbagger . . • . . • • • • • 426
5. Sonderbauarten . . . . . . • . . • . 430
e) Hauptabmessungen amerikanischer Bagger . 431
Schrifttum . . . . . . . . . . . . . • . • . . 432
B. Die Geräte zum Einbringen der Massen auf der Kippe.
435
I. Die Planierpfiüge von Dr..Ing. Th. Krauth, Karlsruhe 436
a) Die Schwierigkeiten auf der Kippe •.......• 436
b) Beschreibung, Aufbau und Bauarten der Planierpflüge. 436
c) Leistungen und Kosten. . . . . • . . . • . . . . . 442
Schrifttum ·' . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444
II. Die Stampf-, Walz- und Rüttel-Verdichtungseinrichtungen von
Dr ..Ing. Th. Krauth, Karlsruhe 445
a) Die Stampfer ............ . 447
1. Die Preßluftstampfer ....... . 447
2. Die Explosionsstampfer . . . . . . . 447
3. Die mechanisch betriebenen Stampfer 449
b) Die Walzen ..•..........• 452
1. Die motorlosen Einradwalzen 452
2. Die motorlosen Böschungswalzen . . • . . 453
3. Die Böschungsplanier- und Verdichtungsmaschinen . 454
4. Die Motorwalzen . . . 455
c) Die Rüttelgeräte 460
I. Die Schwingungsrüttler 460
2. Die Stoßrüttler . 460
Schrifttum . . . . . . .... 462
111. Die Spülkippe von Dr.-lng. Th. Krauth, Karlsruhe 465
a) Die Spülkippe im Braunkohlentagebau. 465
b) Die Spülkippe im Baubetrieb. 468
Schrifttum ............... . 472
VIII Inhaltsverzeichnis.
Seite
IV. Die Absetzapparate von Dr.-Ing. Tb. Krauth, Karlsruhe . 473
a) Geschichtliches. Di~ Schwierigkeiten auf der Kippe, die zur Entstehung der Ab-
setzapparate führten . . . . . . . . 473
b) Beschreibung und Arbeitsvorgang . . . . . . . . . . . . ........ 476
l. Die Absetzer und die Handkippe. . . . . . . . . . . ........ 476
2. Die Massenzuführung . . . . . . . . . . . . . . . . ........ 478
<X) Die Absetzer mit Aufgabestelle vorn S. 479. - ß) Die Absetzer mit Auf
gabestelle hinten S. 479. - y) Die Absetzer mit getrennter Aufgabestelle
s.
481.
3. Der Schüttvorgang 481
4. Die Planierung . . 484
c) Aufbau und Bauarten 485
I. Die baulichen Anforderungen. . . . 485
2. Die Absetzer mit Aufgabestelle vorn 489
<X) mit Kratzerkette S. 489. - ß) mit Eimerkette S. 491. - y) mit Eimer
kette und vorgeschaltetem Band S. 493.
3. Die Absetzer mit Aufgabestelle hinten . . . . . . . . . . . . . . . . 496
<X) mit Eimerkette S. 496. - ß) mit Eimerkette und vorgeschaltetem Band
S. 496. - y) mit Bandausleger S. 496.
4. Die Absetzer mit getrennter Aufgabestelle 501
5. Die Baueinzelheiten (Förderbänder) . 504
d) Verwendungsbereich . . . . . . 509
I. Die Hauptarbeitsgebiete . . . . . . 509
2. Die Anlage der Kippstrossen . . . . 509
3. Die Standsicherheit . . . . . . . . . 511
4. Beispiele von Absetzern im Baubetrieb 515
e) Leistungen und Betriebskosten 517
Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . 522
V. Die Kabelbagger von Dr.-Ing. Th. Krauth, Karlsruhe 524
a) Beschreibung und Arbeitsvorgang 524
b) Geschichtliches . . . . . 525
c) Aufbau . . . . . . . . . . . . 526
I. Die Kabelbaggertürme . . 526
2. Die Tragkabel und ihre Aufhängung 528
3. Die Laufkatze mit Schürfkübel. 529
4. Die Winden mit Antrieb 532
d) Bauarten . . . . . . . . . . . . . 536
I. Die amerikanischen Sonderbauten . . 536
<X) Die Übergangsbauarten zum Schrapper S. 536. - ß) Die Straffseil-Ka
belbagger S. 538. - y) Die Kippvorrichtungen S. 5~~· - .:5) Die Leistungen
des Kabelbaggers nach Sauerman S. 541.- s) Die Ubergangsbauarten zum
Eimerseilbagger S. 542.
2. Die Brückenkabelbagger . . . . . . . . . . 542
3. Die Abraumkabelbahnen (Doppelkabelkrane) 544
e) Verwendungsbereich . . . . . 544
f) Betriebskosten und Leistungen 547
l. Die deutschen Kabelbagger . . . . . . . . . . . . 547
2. Die amerikanischen Kabelbagger und Kabelschrapper 549
Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ~50
VI. Die Förderbrücken von Dr.-Ing. Th. Krauth, Karlsruhe 552
a) Beschreibung und Arbeitsweise 553
b) Geschichtliches 555
c) Bauarten . . . . . . . . . . 560
d) Aufbau . . . . . . . . . . . 564
l. Die Brücke und ihre Abstützung . 564
2. Die Fahrgestelle. . . . . . . . . 567
3. Die Bandstraßen . . . . . . . . 568
Inhaltsverzeichnis. IX
Seite
4. Die Materialzufuhr . . . . . . . . . . 570
5. Der Antrieb und die Schaltanlagen . . . 572
6. Die Signal- und Sicherungsvorrichtungen 580
e) Kosten und Wirtschaftlichkeit . . . . . 583
I. Die Betriebskosten . . . . . . . . . 583
2. Die Anschaffungs- und Montagekosten 583
3. Der Montagevorgang . • . . . 585
f) Die Förderbrücken im Baubetrieb 587
Schrifttum .......... . 589
C. Beispiele für Groß-Erdbetriebe.
I. Die Mittellandkanalstrecken M3 und F1 von Dr.-Ing. Th. Krauth,
Karlsruhe . . . . . . . . . . . . . . . . 592
a) Mittellandkanal Los M km 143,8 -;- 147,53 592
3
b) Mittellandkanal Los F km 54,98-;- 60,0 . 599
1
Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
II. Der Albertkanal, Los Haccourt-Briegden, Hoch-Tief A. G., Essen. 608
a) Bauvorhaben: Albertkanal 608
b) Bauzeit. . . . 609
c) Bauvorgang . . . . 609
d) Bauausführung . . 610
1. Aushubarbeiten . . 610
2. Einbau des Bodens 612
3. Die Fördermittel 613
4. Nebenanlagen 613
5. Gerätepark . . 613
6. Bauprogramm. . 614
Schrifttum . . . . . . . 614
111. Der Erdaushub der Kraftwerksbucht und der Schleuse der Staustufe
Eddersheim mit Ober- und Unterhafen als Beispiel einer elektrisch be
triebenen Eimerkcttenbaggerung von Dr.-Ing. Hans Meyer-Heinrich
(Ph. Holzmann A. G., Frankfurt a. M.) 615
a) Allgemeines . . . . . . . 615
b) Der gewählte Bauvorgang . . . . 616
c) Die Betriebseinrichtung. . . . . . 618
d) Der Betrieb und seine Ergebnisse . 620
IV. Erd- und Felsarbeiten beim Bau des Shannon-Kraftwerkes von Direktor
Dr.-Ing. M. Enzweiler VDI, Berlin 622
a) Allgemeines . . . . . . 622
b) Besondere Erschwernisse . . . . 623
c) Transport-Organisation . . . . . 623
d) Arbeitsplan für den Obergraben. 625
e) Geräteeinsatz für den Bau des Obergrabens 627
f) Allgemeine Baustellen-Einrichtung 630
g) Inbetriebnahme des Obergrabens 631
Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . 632
V. Der Abraumbetrieb der Grube Clara in Welzow (N.-1.) von
Dr.-Ing. Voigt, Welzow . . . . . . . . 633
a) Allgemeines vom Braunkohlenbergbau . . . . . . 633
1. Aufschluß von Braunkohlentagebauen . . . . . 633
2. Vorbereitungen zur Eröffnung eines Tagebaues 633