Die Erfindung bezieht sich auf eine Vortriebsmaschine für den Vortrieb von Tunnelröhren in Hartgestein mit einem rotierbar gelagerten Abbauwerkzeug für einen definierten Nenndurchmesser und einer Einrichtung zum Aufnehmen des abgebauten Gesteins und zur Weitergabe an eine Abfördereinrichtung, wobei die Aufnahmeeinrichtung von in Umfangsrichtung der Tunnelröhre bewegbaren Schaufeln gebildet ist.
Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise der DE-A 3 443 215 zu entnehmen. Bei dieser bekannten Vortriebsmaschine handelt es sich um eine Schildvortriebsmaschine. Es sind Schaufeln in Umfangsrichtung beweglich angetrieben, welche das abgebaute Material über eine Zerkleinerungsvorrichtung zu einer Abfördereinrichtung leiten. Bei derartigen Einrichtungen befindet sich auch bei relativ kompakter Bauweise die Einrichtung zum Aufnehmen des abgebauten Gesteines in einem bestimmten Mindestabstand hinter den Abbauwerkzeugen. Um ein vollständiges Aufnehmen des abgebauten Gesteins sicherzustellen, wäre es wünschenswert, die Schaufeln auf dem vollen Nenndurchmesser des hergestellten Tunnels bewegen zu können, was aber wiederum zur Folge hätte, dass beim Vortrieb eine Kurvenfahrt behindert würde.
Aus dem genannten Grund sind die bekannten Einrichtungen zum Aufnehmen des abgebauten Gesteins immer so ausgebildet, dass sie auf kleinerem Durchmesser umlaufen als dem Nenndurchmesser der Bahn der Abbauwerkzeuge.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher eine exakte Aufnahme des gesamten Materials an der Sohle ermöglicht wird und Richtungskorrekturen der Tunnelvortriebsmaschine in keiner Weise behindert werden. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemässe Vortriebsmaschine im wesentlichen darin, dass die Schaufeln als in radialer Richtung verschwenkbare Klappschaufeln ausgebildet sind.
Dadurch, dass die Schaufeln als in radialer Richtung verschwenkbare Klappschaufeln ausgebildet sind, kann die Räumeinrichtung im Regelfall eine Aussenkontur bestreichen, die exakt dem Bohrdurchmesser entspricht, wobei dann, wenn Richtungskorrekturen erforderlich sind, durch Verschwenken der Klappschaufeln in radialer Richtung einwärts eine störungsfreie Durchführung der Richtungskorrektur ohne Behinderung durch die Aufnahmeeinrichtung möglich ist. Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemässen Vortriebsmaschine ist die Ausbildung so getroffen, dass die Klappschaufeln in nach aussen geschwenkter Lage mit Anschlägen zusammenwirken, wobei derartige Anschläge sicherstellen, dass die Klappschaufeln bei nach aussen geschwenkter Position keine Gefahr für ein Klemmen bzw. Spiessen und damit keine Gefahr für den Antrieb der Schaufeln darstellen.
Um in jeder Position sicherzustellen, dass ein derartiges Klemmen bzw. Spiessen und damit eine Beschädigung des Antriebes vermieden werden kann, ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, dass die Klappschaufeln an ihrer radial äusseren Seite Kufen oder Platten tragen, welche auf den Nenndurchmesser der Abbauwerkzeuge angepasst sind.
In besonders einfacher Weise ist die Schwenkbarkeit der Klappschaufeln so getroffen, dass die Klappschaufeln um eine zur Rotationsachse der Aufnahmeeinrichtung im wesentlichen parallele Achse schwenkbar sind, wodurch sich ein einfacher Antrieb für die Verschwenkung der Klappschaufeln wie auch eine konstruktiv einfache Ausbildung für den raschen Austausch gegebenenfalls schadhaft gewordener Klappschaufel realisieren lässt. In besonders einfacher Weise können hiebei die Klappschaufeln federnd in ihre auswärts geschwenkte Lage beaufschlagt sein, wobei alternativ oder zusätzlich die Klappschaufeln mit einem, insbesondere hydraulischen Stellantrieb verbunden sein können.
Prinzipiell genügt es in aller Regel, die sichere Räumung des Fein- und Feinstanteiles des gewonnenen Materials an der Sohle sicher zustellen, wofür es genügen kann, die Ladeschaufel lediglich unter der Einwirkung der Schwerkraft zu verschwenken, um eine sichere Aufnahme im Bereich der Sohle zu gewährleisten.
Eine besonders einfache und sichere Führung bei gleichzeitig grosser Standzeit lässt sich dadurch erzielen, dass die Klappschaufeln über ihren Schwenkweg in einem Langloch geführt sind und dass ein mit der Schwenkachse zusammenwirkender Lagerteil der Klappschaufel die Schwenkachse um maximal 180 DEG umgreift. Bei einer derartigen Ausbildung genügt es, die in einem Langloch geführten Bolzen zu ziehen, worauf unmittelbar die Klappschaufel von der Schwenkachse abgezogen werden kann. Es wird insgesamt ein besonders verschleissfester und betriebssicherer Bauteil geschaffen, welcher gleichzeitig die Möglichkeiten für einen besonders raschen Austausch bietet.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vortriebsmaschine; Fig. 2 in vergrösserter Darstellung eine Draufsicht auf eine erfindungsgemässe verschwenkbare Klappschaufel in Richtung des Pfeiles II, wobei das Abbauwerkzeug nicht dargestellt ist; und Fig. 3 in einer zu Fig. 2 analogen Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform einer verschwenkbaren Klappschaufel einer erfindungsgemässen Vortriebsmaschine.
In Fig. 1 ist allgemein mit 1 der vorderste Bereich einer Vortriebsmaschine bezeichnet, wobei ein rotierbar gelagertes Abbauwerkzeug mit 2 bezeichnet ist. Das scheibenförmige Abbauwerkzeug trägt schematisch angedeutete Rollenmeissel 3. Die Rotationsachse des Abbauwerkzeuges ist mit 4 angedeutet und es ist weiters eine vordere Abstützung 5 dargestellt, über welche eine Welle für das Abbauwerkzeug 2 an einem Rahmen 6 abgestützt ist. Unmittelbar dem Abbauwerkzeug benachbart ist eine Aufnahmeeinrichtung für abgebautes Ma terial in Form von in Umfangsrichtung der mit dem Abbauwerkzeug 2 herzustellenden Tunnelröhre bewegbaren Schaufel 7 angeordnet, wobei diese bewegbaren Schaufeln 7 entweder mit dem Antrieb für das Abbauwerkzeug 2 gekoppelt sein können oder über einen eigenen Antrieb für eine Drehbewegung um die Achse 4 ausgebildet sein können.
Die Schaufeln 7 nehmen das abgebaute Material auf und es erfolgt eine Übergabe an eine schematisch angedeutete Abfördereinrichtung 8, welche beispielsweise von einem Förderband gebildet ist und eine Abförderung des von den Schaufeln 7 aufgenommenen Materials an nachfolgende Fördereinrichtungen ermöglicht. Der Nenndurchmesser der Tunnelröhre ist hiebei in Fig. 1 mit 9 angedeutet.
Bei der Darstellung gemäss Fig. 2 ist deutlich die Verschwenkbarkeit einer Klappschaufel 7 dargestellt, wobei die Verschwenkung des Schaufelteiles 7 um eine zur Rotationsachse 4 im wesentlichen parallele Schwenkachse 10 erfolgt. In der dargestellten Position befindet sich die Klappschaufel 7 in ihrer ausgefahrenen Stellung, so dass die Schneidkante 11 im wesentlichen dem Nenndurchmesser 9 der abgebauten Tunnelröhre folgt und somit sämtliches Material insbesondere im Bereich der Sohle aufgenommen wird. In Fig. 2 ist eine eingeklappte Position mit 7 min angedeutet. Die Schaufel 7 ist bei dieser gezeigten Ausführungsform über eine Feder 12 radial nach aussen beaufschlagt, so dass zuverlässig eine Räumung des gesamten Materials erfolgt. Eine Begrenzung des Schwenkweges der Klappschaufeln 7 erfolgt hiebei über einen Anschlag 13.
Bei der in Fig. 3 dargestellten, abgewandelten Ausführungsform ist die Klappschaufel 7 über ihren Schwenkweg in einem Langloch 14 geführt, in welches ein Bolzen 15 eingreift. Durch die Langlochführung kann eine einfache Festlegung im Bereich der Schwenkachse 10 dadurch erfolgen, dass ein gabelförmiger Lagerbauteil 16 die Schwenkachse um einen Winkel von maximal 180 DEG umschliesst. Durch Entfernen des Bolzens kann somit die Klappschaufel einfach abgenommen werden. Zu sätzlich zur federnden Abstützung entsprechend der Ausführungsform gemäss Fig. 2 oder alternativ hiezu kann ein Stellantrieb, beispielsweise in Form eines hydraulischen Zylinder-Kolbenaggregates 17 vorgesehen sein.
Um eine ordnungsgemässe Auflage der Klappschaufeln 7 insbesondere im Bereich der Sohle sicherzustellen und ein Eingraben der Vorderkante bzw. ein Verklemmen mit Sicherheit zu vermeiden, ist an der Aussenseite der Klappschaufel eine Platte bzw. Kufe 18 angeordnet, welche auf den wiederum mit 9 angedeuteten Nenndurchmesser der Abbauwerkzeuge bzw. der Tunnelröhre abgestimmt ist.
Prinzipiell kann die Klappschaufel 7 beispielsweise auch nur durch Einwirkung der Schwerkraft in ihre radial aussen liegende Position im Bereich der Sohle gebracht werden, wobei sich in diesem Fall im Firstbereich die Klappschaufel schliessen wird, wobei dies jedoch mit keinerlei Nachteilen verbunden ist, da in diesem oben liegenden Bereich keine Materialmitnahme erforderlich ist.
The invention relates to a tunneling machine for driving tunnel tubes in hard rock with a rotatably mounted mining tool for a defined nominal diameter and a device for receiving the mined rock and for forwarding it to a removal device, the receiving device being formed by blades that can be moved in the circumferential direction of the tunnel tube .
A device of the type mentioned in the introduction can be found, for example, in DE-A 3 443 215. This known tunneling machine is a shield tunneling machine. Blades are driven so as to be movable in the circumferential direction, which guide the mined material to a removal device via a comminution device. In devices of this type, even with a relatively compact design, the device for receiving the mined rock is located at a certain minimum distance behind the mining tools. In order to ensure that the excavated rock was completely absorbed, it would be desirable to be able to move the blades to the full nominal diameter of the tunnel being produced, which in turn would have the consequence that cornering would be impeded when driving.
For this reason, the known devices for receiving the mined rock are always designed so that they rotate on a smaller diameter than the nominal diameter of the path of the mining tools.
The invention now aims to provide a device of the type mentioned at the beginning, with which an exact absorption of the entire material on the sole is made possible and directional corrections of the tunnel boring machine are in no way impeded. To achieve this object, the tunneling machine according to the invention essentially consists in the blades being designed as folding blades which can be pivoted in the radial direction.
Because the blades are designed as folding blades that can be pivoted in the radial direction, the clearing device can generally coat an outer contour that corresponds exactly to the drilling diameter, and if directional corrections are required, swiveling the folding blades inward in the radial direction enables the directional correction to be carried out without problems is possible without interference from the receiving device. According to a preferred development of the tunneling machine according to the invention, the design is such that the folding blades interact with stops in the position pivoted outwards, stops of this type ensuring that the folding blades do not pose a risk of jamming or spitting when the position is pivoted outward, and thus do not pose any danger represent for the drive of the blades.
In order to ensure in every position that such jamming or spitting and thus damage to the drive can be avoided, the design is advantageously made such that the folding blades on their radially outer side carry runners or plates which correspond to the nominal diameter of the removal tools are adjusted.
In a particularly simple manner, the pivoting of the folding blades is made such that the folding blades can be pivoted about an axis substantially parallel to the axis of rotation of the receiving device, whereby a simple drive for the pivoting of the folding blades as well as a structurally simple design for rapid replacement may be defective foldable bucket can be realized. In a particularly simple manner, the folding blades can be loaded resiliently into their outwardly pivoted position, with the folding blades being alternatively or additionally connected to a hydraulic actuator, in particular a hydraulic actuator.
In principle, it is generally sufficient to ensure that the fine and ultra-fine fraction of the material obtained on the sole is safely cleared, for which it may be sufficient to swivel the loading shovel only under the influence of gravity in order to ensure a secure absorption in the area of the sole .
A particularly simple and safe guidance with a long service life can be achieved in that the folding blades are guided in an elongated hole over their pivoting path and in that a bearing part of the folding blade interacting with the pivot axis engages around the pivot axis by a maximum of 180 °. With such a design, it is sufficient to pull the bolts guided in an elongated hole, whereupon the folding shovel can be pulled off the pivot axis. Overall, a particularly wear-resistant and operationally reliable component is created, which at the same time offers the possibilities for particularly rapid replacement.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments schematically illustrated in the drawing. 1 shows a schematic side view of a tunneling machine according to the invention; 2 shows an enlarged illustration of a plan view of a pivotable folding scoop according to the invention in the direction of arrow II, the removal tool not being shown; and FIG. 3 in a representation analogous to FIG. 2 shows a modified embodiment of a pivotable folding blade of a tunneling machine according to the invention.
1, the foremost region of a tunnel boring machine is generally designated by 1, a rotatably mounted dismantling tool being designated by 2. The disk-shaped removal tool carries schematically indicated roller chisels 3. The axis of rotation of the removal tool is indicated at 4 and a front support 5 is also shown, via which a shaft for the removal tool 2 is supported on a frame 6. Immediately adjacent to the mining tool, a receiving device for mined material is arranged in the form of a blade 7 movable in the circumferential direction of the tunnel tube to be manufactured with the mining tool 2, whereby these movable blades 7 can either be coupled to the drive for the mining tool 2 or via its own drive for a rotary movement around the axis 4 can be formed.
The blades 7 pick up the mined material and a transfer takes place to a schematically indicated removal device 8, which is formed, for example, by a conveyor belt and enables the material picked up by the blades 7 to be removed to subsequent conveying devices. The nominal diameter of the tunnel tube is indicated by 9 in FIG. 1.
2, the pivotability of a folding blade 7 is clearly shown, wherein the pivoting of the blade part 7 takes place about a pivot axis 10 which is essentially parallel to the axis of rotation 4. In the position shown, the folding shovel 7 is in its extended position, so that the cutting edge 11 essentially follows the nominal diameter 9 of the dismantled tunnel tube and thus all material is picked up in particular in the area of the sole. In Fig. 2 a folded position is indicated at 7 min. In the embodiment shown, the blade 7 is acted upon radially outwards via a spring 12, so that the entire material is reliably cleared. The swivel path of the folding blades 7 is limited by a stop 13.
In the modified embodiment shown in FIG. 3, the folding scoop 7 is guided over its pivoting path in an elongated hole 14 into which a bolt 15 engages. The elongated hole guide allows simple fixing in the region of the swivel axis 10 in that a fork-shaped bearing component 16 encloses the swivel axis by an angle of a maximum of 180 °. The hinged bucket can be easily removed by removing the bolt. In addition to the resilient support according to the embodiment according to FIG. 2 or alternatively, an actuator, for example in the form of a hydraulic cylinder-piston unit 17, can be provided.
In order to ensure proper support of the folding blades 7, particularly in the area of the sole and to avoid digging in the front edge or jamming with certainty, a plate or skid 18 is arranged on the outside of the folding blade, which in turn indicates the nominal diameter indicated by 9 Removal tools or the tunnel tube is matched.
In principle, the folding scoop 7 can, for example, only be brought into its radially outer position in the area of the sole by the action of gravity, in which case the folding scoop will close in the ridge area, but this is not associated with any disadvantages, since this is at the top lying area no material is required.