Bei einer bekannten Fördervorrichtung dieser Art (EP-B-0 681 672), die für den Transport von Metallschrott bestimmt ist, ist der als Plungerzylinder aus- gebildete Förderkolben in einer Gleitführung des Lagerrohrs geführt. In das Lagerrohr sind in der Nähe seines füllraumseitigen Endes außerdem nach innen weisende Nuten zur Aufnahme von Abstreif-und Feindichtringen ein- gedreht. Der Spaltraum zwischen dem Lagerrohr und dem Förderkolben wird über Schmierbohrungen über eine zentrale Schmieranlage mit Schmieröl beaufschlagt. Der in den Förderzylinder eindringende Kolben liegt eintritts- seitig dicht gegen dessen Wand an, so daß bei jedem Rückhub Vakuum entsteht. Um sicherzustellen, daß beim Rückhub kein Material aus dem För- derrohr in den Füllraum zurückgesaugt wird, ist im Förderrohr hinter dem Förderzylinder ein Querschieber angeordnet, der vor jedem Rückhub des Förderzylinders geschlossen und vor jedem Druckhub wieder geöffnet wird.

Als nachteilig wird die hohe Verschleißanfälligkeit im Bereich des Lagerrohrs

angesehen. Außerdem ist die bekannte Fördervorrichtung nicht ohne weite- res geeignet, das Fördergut aus einem unter Überdruck stehenden Füllraum in einen atmosphärischen Außenraum zu fördern, ohne daß die Gefahr eines Druckdurchbruchs besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung der ein- gangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß auch bei Auf- rechterhaltung einer Druckdifferenz zwischen dem Füllraum und dem Außen- raum ein im stationären Betrieb schieberfreier Austrag des Förderguts mög- lich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Wei- terbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung geht von dem verfahrensmäßigen Gedanken aus, daß in dem Austragrohr vor dessen Austrittsöffnung ein aus verdichte- tem Fördergut bestehender luftdichter Pfropfen erzeugt wird, wobei zumin- dest ein Teil des Pfropfens bei jedem Förderhub des Förderkolbens durch nachrückendes und unter Pfropfenbildung sich verdichtendes Fördergut über die Austrittsöffnung in den Außenraum verdrängt wird. Um dies zu ermögli- chen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Austragrohr an seinem dem Förderzylinder abgewandten Ende eine freie Austragöffnung für das Fördergut aufweist, daß zwischen der Innenfläche des Förderzylinders und der Mantelfläche des in diesen eingedrungenen Förderkolbens ein Spaltraum für den Luftdurchtritt zwischen dem Füllraum und dem Rohrstück freibleibt und daß im Austragrohr beim Förderbetrieb ein durch nachrücken- des Fördergut aufbaubarer und über seine Austrittsöffnung ausschiebbarer, aus verdichtetem Fördergut bestehender luftdichter Pfropfen ausgebildet ist.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Austrittsöff- nung des Austragrohrs durch eine Blende mit gegenüber dem Innendurch- messer des Austragrohrs kleineren Blendendurchmesser gebildet ist. Die Blende ist dabei zweckmäßig lösbar und/oder auswechselbar am Austrag- rohr angeordnet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Pfropfen im Bereich der Austrittsöffnung beim Austritt in den Außenraum mechanisch geteilt. Zu diesem Zweck kann im Bereich der Austrittsöffnung ein Trennorgan zum Aufteilen der beim Förderhub nach außen gedrängten Pfropfenpartie angeordnet werden.

Zu Beginn eines Fördervorganges, wenn das Austragrohr noch zum Füll- raum offen ist, muß zur Gewährleistung des stationären Förderbetriebs zu- nächst ein Grundpfropfen erzeugt werden. Um dies zu ermöglichen, wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß zur Erzeugung eines Grundpfropfens zunächst Fördergut in einem zwischen Förderzylinder und Austragrohr angeordneten abgeschieberten Zwischen- raum mit dem Förderkolben verdichtet wird und daß anschließend der so gebildete Grundpfropfen mit dem Förderkolben bei offenem Zwischenraum durch nachrückendes und unter Pfropfenbildung sich verdichtendes Förder- gut in das Austragsrohr ausgeschleust wird. Zu diesem Zweck ist zwischen dem Förderzylinder und dem Austragrohr ein weiterer, vom Förderkolben nicht durchdringbarer Rohrabschnitt sowie ein den Rohrabschnitt quer durchdringender Schieber angeordnet.

Um die Leistungsfähigkeit der Fördervorrichtung zu verbessern, sind zwei Förderzylinder mit anschließendem Austragrohr vorgesehen, wobei die bei- den in die Förderzylinder eindringenden Förderkolben im Gegentakt betätig- bar sind. Zwischen den Förderzylindern und dem zugehörigen Austragrohr ist dabei je ein Rohrabschnitt mit Querschieber vorgesehen. Damit ist es

möglich, unabhängig voneinander in jedem Austragrohr den notwendigen Fördergutpfropfen zu erzeugen. Aus Platzgründen sind die beiden Quer- schieber zweckmäßig in seitlichem und in axialem Abstand voneinander an- geordnet.

Für die Erzeugung des Grundpfropfens und für die Überwachung des För- derbetriebs ist es von Vorteil, wenn jeder Förderkolben mit einem Wegmeß- system ausgestattet ist, mit welchem zu jedem Zeitpunkt der Hub des För- derkolbens gemessen werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schemati- scher Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen Fig. 1a eine schaubildliche Darstellung einer Abraum-Austrag- schleuse für den Einsatz im Tunnelbau ; Fig. 1 b und 1 c eine Seitenansicht und eine Draufsicht der Austragschleuse nach Fig. 1a mit auf den Füllraum aufgesetztem Zuführ- trichter ; Fig. 1d eine Seitenansicht einer Tunnelbohrmaschine mit Aus- tragsschleuse und Fig. 1a bis c ; Fig. 2a bis c zwei um 90 ° gegeneinander versetzte Längsschnitte sowie ein Querschnitt des als Plungerzylinder ausgebildeten För- derkolbens der Austragvorrichtung nach Fig. 1 a bis c ; Fig. 3a und b eine Stirnseitenansicht und eine Seitenansicht der füll- raumseitigen Dichtkassette des Lagerrohres ; Fig. 3c einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A der Fig. 3a ;

Fig. 4a bis e ein vergrößertes Detail aus Fig. 3c in verschiedenen Schnittebenen A bis E der Fig. 3a ; Fig. 5a eine Draufsicht auf den segmentierten Abstreifring der Dichtungskassette nach Fig. 4a bis e ; Fig. 5b eine Draufsicht auf eines der Schneidringsegmente nach Fig. 5a ; Fig. 5c einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A der Fig. 5b ; Fig. 6a und b eine Seitenansicht und eine Innenansicht eines Segments der Feindichtung nach Fig. 4a bis e ; Fig. 7a bis d eine Führungsrolle des Lagerrohrs der Austragschleuse nach Fig. 1a bis c in schaubildlicher Darstellung und in drei Seitenansichten.

Die in der Zeichnung dargestellte Austragschleuse 8 ist für den Einsatz in Tunnelvortriebsmaschinen 1 bestimmt. Sie weist zu diesem Zweck eine schräg nach oben gerichtete Flanschplatte 10 und einen Zuführtrichter 12 auf, womit sie an ein, mit einer Förderschnecke 2 bestücktes Transportrohr 3 für den in der Abbaukammer 4 der Tunnelvortriebsmaschine 1 anfallenden Abraum 5 anschließbar ist. Der in der Regel nicht pumpfähige erdige oder steinige Abraum 5 wird unter einem aufgrund des Erdrucks erhöhten Druck P > Patm über einen Steinbrecher 7 und den Zuführtrichter 12 der Austrag- schleuse 8 zugeführt und über die Austragrohre 14 gegen Atmosphären- druck pat, zur Weiterförderung beispielsweise über einen Bandförderer 6 ausgeschleust. Die beiden in der Nähe der Flanschplatte 10 angeordneten Haken 16 dienen der Montage-und Wartungserleichterung.

Die Austragschleuse 8 weist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei im Gegentakt arbeitende Fördervorrichtungen oder Schleusenteile 18 auf, die im wesentlichen gleich aufgebaut sind. Die beiden Schleusenteile enthalten jeweils einen Füllraum 20, die über eine Trennwand 22 voneinander getrennt und über den gemeinsamen Zuführtrichter 12 mit Fördergut beschickbar sind. In jedem Schleusenteil befindet sich ein als Plunger ausgebildeter För- derkolben 24, der über einen hydraulischen Antriebszylinder 26 hin-und herverschiebbar ist. Jedem Förderkolben 24 ist axial hintereinander ein Stützkäfig 28, ein Lagerrohr 30, einer der Füllräume 20, ein Förderzylinder 32, ein Zwischenrohr 34 mit Querschieber 36 sowie eines der Austragrohre 14 zugeordnet. Die im Gegentakt antreibbaren Förderkolben 24 geben in ihrer in das Lagerrohr 30 zurückgezogenen Endstellung den Füllraum 20 zum Zuführtrichter frei und dringen beim Vorschub unter Mitnahme von För- dergut aus dem Füllraum 20 in den jeweiligen Förderzylinder 32 ein. Das Fördergut wird im Förderzylinder 32, im anschließenden Zwischenrohr 34 und im Austragrohr 14 unter Bildung eines Pfropfens so verdichtet, daß es zu einer luftdichten Abdichtung zwischen dem Füllraum 20 und dem außer- halb der Austrittsöffnung 38 des Austragrohrs 14 befindlichen Außenraum kommt.

Bei jedem Förderhub wird ein Teil des Pfropfens über die Austittsöffnung 38 nach außen verdrängt. In der Austrittsöffnung 38 befinden sich messerartige Trennorgane 40, die den austretenden Pfropfenabschnitt zerteilen und zer- brechen. Bei jedem Förderhub wird der Pfropfen durch nachrückendes ver- dichtetes Fördergut erneuert.

Zu Beginn eines Fördervorgangs, wenn noch kein Pfropfen vorhanden ist, muß zunächst ein Pfropfen aufgebaut werden. Zu diesem Zweck sind die beiden Querschieber 36 vorgesehen, die aus Platzgründen in axialer Rich- tung versetzt gegeneinander angeordnet sind. Zunächst werden die Quer-

schieber in ihre Schließstellung gebracht. Sodann wird Fördergut mit dem jeweiligen Förderkolben 24 mit verminderter Vorschubkraft gegen den in den Vorschubweg eingreifenden Querschieber 36 innerhalb des Zwischenrohrs 34 gedrückt und dabei unter Pfropfenbildung verdichtet. Der Verschiebeweg des Förderkolbens 24 wird mit einem mit dem hydraulischen Antriebszylinder 26 verbundenen Wegmeßsystem 62,64 überwacht. Sobald ein ausreichen- der Pfropfen aufgebaut ist, werden die Querschieber 36 geöffnet und die Pfropfen bei den nachfolgenden Förderhüben der Förderkolben 24 in das zugehörige Austragrohr 14 verschoben, bis sie zur Austrittsöffnung 38 ge- langen. Um die Pfropfenbildung je nach Konsistenz des Förderguts zu beein- flussen und einen vorhandenen Pfropfen zu stützen, können im Bereich der Austrittsöffnungen 38 nicht dargestellte Blenden mit unterschiedlichen Öff- nungsquerschnitten eingesetzt werden.

Zur Vermeidung einer Vakuumbildung beim Zurückziehen des Kolbens aus dem Zylinder, die zum Aufbrechen des Pfropfens führen könnte, werden Förderkolben 24 und Förderzylinder 32 so bemessen, daß zwischen diesen ein Spaltraum für den Luftdurchtritt zwischen Füllraum 20 und Zwischenrohr 34 freibleibt. Die Innenfläche des Austragrohrs, des Zwischenrohrs und ggf. auch des Förderzylinders sind mit Verschleißleisten bestückt, die von außen durch die jeweilige Rohrwand hindurch lösbar angeschraubt sind. Die Ver- schleißleisten ergänzen sich zu einer im Querschnitt unrunden, vorzugswei- se polygonförmigen Innenfläche.

Wie aus den Fig. 2a bis c zu ersehen ist, wird die Mantelfläche 42 des För- derkolbens 24 durch einen langgestreckten Hohlzylinder 44 gebildet, dessen freie Stirnseite durch eine Stirnplatte 46 verschlossen ist und in dem sich der hydraulische Antriebszylinder 26 befindet. Der Zylinderteil 48 des Antriebszy- linders 26 ist an seinem Bodenteil 50 über ein Gelenk 52 am rückwärtigen Ende des Stützkäfigs 28 angelenkt und an seinem stangenseitigen Ende über zwei Abstützrollen 54, die einen Winkelabstand von 90 ° voneinander

aufweisen, an der Innenfläche des Hohlzylinders 44 abgestützt und geführt.

Die Kolbenstange 56 des Antriebszylinders ist über ein Gelenk 58 an der Innenseite der Stirnplatte 46 angelenkt. Die Gelenkachsen der Gelenke 52 und 58 sind dabei senkrecht zueinander und zur Verschieberichtung der Kolbenstange 56 ausgerichtet. Die Kolbenstange 56 weist einen achszentra- len Hohlraum 60 auf, in den ein am bodenseitigen Ende des Zylinderteils fixiertes Edelstahlrohr 62, welches einen Wellenleiter schützt, achszentral eingreift. Der Wellenleiter 62 bildet zusammen mit einem kolbenstangenfes- ten Permanentmagneten 64 das Wegmeßsystem, mit welchem die momen- tane Verschiebelage des Förderkolbens 24 gemessen werden kann.

Innerhalb des Lagerrohrs 30 ist der Föderkolben 24 achszentral abgestützt und geführt. Zu diesem Zweck sind außenseitig an dem Lagerrohr Führungs- rollen 66 angeordnet, die mit ihrer Lauffläche 68 durch Wandöffnungen des Lagerrohrs in Richtung Mantelfläche 42 des Förderkolbens hindurchgreifen.

Die aus einem elastomeren Material, vorzugsweise aus Schwerlast-Polyamid bestehenden Führungsrollen 66 sind jeweils an einem Lagerbock 70 gela- gert. Jeder Lagerbock ist mit seinem einen Ende an einem lagerrohrfesten Schwenklager 72 angelenkt und an seinem anderen Ende mit einer federun- terstützten Schraube 74 mit dem Lagerrohr 30 verschraubt. Die Lauffläche 68 der Führungsrollen weist eine zur Mantelfläche 42 des Förderkolbens 24 komplementäre konkave Querkrümmung auf (Fig. 7c). Wie aus Fig. 1a bis c zu ersehen ist, sind die Führungsrollen in drei einen Abstand voneinander aufweisenden Axialpositionen und in drei in Umfangsrichtung einen Abstand voneinander aufweisenden Umfangspositionen angeordnet, wobei jede Um- fangsposition mit jeweils zwei nebeneinander angeordneten Führungsrollen bestückt ist. Der Förderkolben 24 ist so dimensioniert, daß er beim Einfahren in den Förderzylinder 32 aus dem Bereich der in der rückwärtigen Axialposi- tion befindlichen Führungsrollen 66 austaucht.

An seinem füllraumseitigen Ende weist das Lagerrohr 30 eine Dichtungskas- sette 76 auf, die schwimmend zwischen zwei O-Ringen 78,80 in einer Aus- nehmung des Lagerrohrendes mit Hilfe eines Spannringes 82 eingespannt und leicht austauschbar ist. Die Dichtungskassette 76 weist einen metall- schen ringförmigen Grundkörper 84 auf, der innenseitig mit Umfangsnuten 86 zur Aufnahme eines radial verstellbaren Abstreifers 88 und einer radial verstellbaren Feindichtung 90 aus elastomerem Material versehen ist. Die Umfangsnuten 86 für den Abstreifer 88 und für die Feindichtung 90 sind durch einen in einer ringförmigen Ausnehmung 92 des Grundkörpers 84 an- geordneten Einsatzring 94 begrenzt. Wie aus den Fig. 5a bis c, 6a und b zu ersehen ist, sind der Abstreifer 88 und die Feindichtung 90 aus mehreren, in Umfangsrichtung geteilten Segmenten 88', 90'zusammengesetzt, die gegen je einen radial außen liegenden elastomeren Ring 96,98 anliegen, und mit- telbar über diesen mit einem Druckmittel, beispielsweise mit Fett, beaufschlagbar sind. Die Segmente 88', 90'des Abstreifers 88 und der Fein- dichtung 90 weisen einander in Umfangsrichtung ergänzende Nuten zur Auf- nahme eines geschlossenen elastomeren Halterings 104,106 auf und sind im Bereich des Halterings gegen den zugehörigen radial außen liegenden Dichtring 96,98 abgestützt. Um sicherzustellen, daß sich die Segmente 88' des Abstreifers 88 in Umfangsrichtung nicht verdrehen, werden sie mit Hilfe von in den Einsatzring 94 eingesetzten Stiften 130 über die randoffenen Ausnehmungen 132 in den Segmenten 88'in Umfangsrichtung fixiert (vgl.

Fig. 5a bis c und Fig. 4a und d). In Fig. 6b ist zu erkennen, daß die Feindich- tungssegmente 90'einander in Umfangsrichtung überlappende Stufen 120 aufweisen. Außerdem sind die Feindichtungssegmente 90'aus zwei elasto- meren Segmentteilen 90", 90"'mit unterschiedlicher Härte zusammenge- setzt. Die Umfangsnuten 86 für die Abstreifsegmente 88'und die Feindicht- segmente 90'sind über Kanäle 108,110 im Grundkörper unabhängig von- einander mit Druckmittel beaufschlagbar. Zu diesem Zweck ist auch der Einsatzring mit Ringkanäle für die Druckmittelzufuhr begrenzenden, zu einer Ringfläche 116 des Grundkörpers hin randoffenen Umfangsnuten 112,114

versehen. Die Umfangsnuten 112,114 sind durch in benachbarten Um- fangsnuten angeordnete Dichtringe 118 gegeneinander und nach außen hin abgedichtet.

Ein weiterer Kanal 122 dient zur Zuführung eines Schmier-oder Spülmittels.

An seiner Innenfläche weist der Grundkörper weitere umlaufende Nuten zur Aufnahme eines Nutrings 124 und eines elastomeren Führungsbandes 126 auf.

Die Dichtungskassetten 76 können vorgefertigt und insgesamt ausgetauscht werden. Um die segmentierten Abstreifer 88 und Feindichtungen 90 sowie die Nutringe 124 und Führungsbänder 126 im vorgefertigten Zustand in ihrer Position zu halten, ist ein Montagerohr 128 vorgesehen, das im Zuge der Montage beim Aufschieben der Dichtungskassette 76 auf den Förderkolben 24 aus der Dichtungskassette ausgeschoben wird.

Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten : Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Fördern von fließ-und schüttfähigem Fördergut. Sie weist mindestens einen vorzugsweise mit hydraulischen Mitteln 26 hin-und herverschiebbaren Förderkolben 24, ein den Förderkolben 24 an seiner Mantelfläche 42 axial führendes Lagerrohr 30, einen an das Lagerrohr in Förderrichtung axial anschließenden, über einen Zuführtrichter 12 mit För- dergut beschickbaren Füllraum 20 und einen axial im Verschiebeweg des Förderkolbens 24 angeordneten, eingangsseitig an den Füllraum 20 und ausgangsseitig an ein Austragrohr 14 angeschlossenen Förderzylinder 32 auf. Der Förderkolben 24 gibt in seiner in das Lagerrohr 30 zurückgezoge- nen Endstellung den Füllraum 20 zum Zuführtrichter 12 frei, während er beim Vorschub den Füllraum 20 unter Mitnahme von Fördergut durchdringt und in den Förderzylinder 32 eindringt. Um zwischen dem Füllraum 20 und dem Außenraum mit einfachen Mitteln eine Druckdifferenz aufrechterhalten zu können, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Austragrohr 14

an seinem dem Förderzylinder 32 abgewandten Ende eine freie Austrittsöff- nung 38 für das Fördergut aufweist, daß zwischen der Innenfläche des För- derzylinders 32 und der Mantelfläche 42 des in diesen eingedrungenen För- derkolbens 24 ein Spaltraum für den Luftdurchtritt zwischen dem Füllraum 20 und dem Austragrohr 14 freibleibt und daß im Austragrohr 14 beim Förderbe- trieb ein durch nachrückendes Fördergut aufbaubarer und über seine Aus- trittsöffnung 38 ausschiebbarer, aus verdichtetem Fördergut bestehender luftdichter Pfropfen ausgebildet ist.