DE2437683C3

DE2437683C3 - Vortriebsmaschine

Info

Publication number: DE2437683C3
Application number: DE2437683A
Authority: DE
Inventors: Herbert 4660 Gelsenkirchen-Buer Haller; Ottocar 4670 Luenen Hunscher; Wilhelm 4752 Kamen Stoltefuss
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1974-08-05
Filing date: 1974-08-05
Publication date: 1978-06-29
Also published as: AT340351B; JPS5812438B2; CA1016966A; DE2437683B2; CS177200B2; AU8367375A; SU602123A3; DE2437683A1; FR2281489B1; BE832085A; FR2281489A1; PL97429B1; US4056284A; JPS5139931A; ATA588175A; GB1515528A

Description

60

Die Erfindung betrifft eine Vortriebsmaschine für das Auffahren von Stollen, Tunnel und Strecken, auf deren Fahrwerk b/.w. Maschinengestell ein Drehstuhl angeordnet ist, weither eine Schneidarmträger tragt, an dem ein Schneidarm höhenschwenkbar angelenkt ist, der einen Schneidkopf mit zwei Schneidwal/en oder Schneidriidern aufweist, die um eine einer /ur .Schneid

ann-Längsachse verlaufende Achse drehbar sind.

Eine als Teilschnittmaschine ausgebildete Vortriebsmaschine dieser Art ist aus DE-OS 22 40 872 bekannt Mit diesen im Einsatz bewährten Vortriebsmaschinen lassen sich allerdings keine bogen- oder kreisförmigen Streckenquerschnitte mit glatten, ungestuften Streckenwänden schneiden.

Dasselbe gilt für die aus DE-AS !2 21 172 bekanntgewordene Vortriebsmaschine, die ebenfalls einen um eine senkrechte und um eine waagerechte Achse schwenkbaren Schneidausleger für einen um die Auslegerachse rotierenden Schneidkopf aufweist. Der Schneidausleger ist hier teleskopartig verlängerbar, so daß verhältnismäßig breite Strecken ohne Querversetzen der Vortriebsmaschine aufgefahren werden können.

Schließlich ist aus DE-AS 22 34 875 ein mehrteiliger Auslegerarm für eine mit einem Fahrwerk ausgerüstete Bergbau-Gewinnungsmaschine od. dgl. bekannt, der sowohl höhen- und seitenschwenkbar als auch teleskopartig verlängerbar ist, wobei in dem innenliegenden Teleskoprohr ein um die Auslegerachse drehbares Auslegerteil gelagert ist, welches das Arbeitswerkzeug, z. B. einen Schlaghammer trägt. Die beiden Teleskoprohre des Auslegerarmes sind über eine Schiebekupplung drehschlüssig, jedoch gegeneinander verschieblich verbunden. Es handelt sich hier um eine verhältnismäßig bauaufwendige, aufgrund der Teleskopführungen und der Drehlager der ineinandergeführten Auslegerteile vergleichsweise verschleiß- und störungsanfällige Ausführung des Auslegers, der als Träger eines aus Schneidwalzen bestehenden schweren Schneidkopfes und seines leistungsstarken Antriebes wenig geeignet ist. Falls der Ausleger so ausgeschwenkt ist, daß seine Längsachse unter einem Winkel zur Vortriebsrichtung verläuft, so führt die teleskopartige Verlängerung des Auslegers dazu, daß das Arbeitswerkzeug über das Streckenprofil hinaus schneidet. Bei zur Vortriebsrichtung geneigter Lage des Auslegers ist eine Verschwenkung desselben um die Streckenachse nicht möglich. Ein genaues Konturenschneiden einer Strecke ist bei dieser Vortriebsmaschine weder angestrebt noch ohne weiteres möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Teilschnitt arbeitende Vortriebs- bzw. Abbaumaschine der eingangs genannten Art bei hoher Leistungsfähigkeit und robuster Bauweise so auszubilden, daß mit ihr Tunnelbzw. Streckenprofile unterschiedlicher Formen, insbesondere bogenförmige Profile mit glatten, ungestuften Wandflächen, aus dem Maschinenstand hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zylindrisch ausgebildete Schneidarmträger gegenüber dem Drehstuhl um eine in Vortriebsrichtung weisende Achse drehbar und in Vortriebsrichtung verschiebbar an dem Drehstuhl gelagert ist. Der Schneidarmträger weist hierbei zweckmäßig eine Konsole od. dgl. auf, an welcher der Schneidarm in einem exzentrisch zur Längsmittelachse des Schneidarmträgers angeordneten Gelenk angeschlossen ist.

Bei einer solchen Vortriebsmaschine ist der Schneidarm und damit der Schneidkopf nicht nur in der Vertikalebene heb- und senkbar sowie in der Horizontalebene seitlich verschwenkbar; er ist zugleich um die quer /11 diesen beiden Achsen verlaufende, in Richtung auf die Ortsbrust weisende und mit der Vortriebsrichtung zusammenfallende Achse schwenkbar, wodurch sich der Schneidkopf mit den beiden auf gemeinsamer Achse angeordneten Schneidwalzen od. dgl. in eine

Schwenklage bringen läßt, in der die Schneidwalzen schräg übereinander angeordnet sind. Durch Verschwenken des Schneidarmes um die genannte Achse lassen sich ohne weiteres Bogenschnitte bzw. Tunneloder Streckenbogen mit glatten, ungestuften Wänden schneiden. Der Vortrieb des Tunnels od. dgl. aus dem Maschinenstand läßt sich dabei dadurch erreichen, daß der Schneidarm zusammen mit seinem Schneidarmträger gegenüber dem Maschinengestell in Vortriebsrichtung linear verschiebbar ist Es ist daher möglich, im Maschinenzustand mehrere aufeinanderfolgende Bogenschnitte auszuführen, wobei nach jedem Bogenschnitt der Schneidarm durch Vorschieben seines Schneidarmträgers in Vortriebsrichtung vorbewegt wird. Bei dieser Vorschubbewegung bleibt die Winkellage des Schneidarmes in bezug auf die Vortriebsrichtung erhalten.

Es empfiehlt sich, den Schneidarmträger in einem Drehkörper verschiebbar zu führen und mit diesem drehschlüssig zu verbinden. Insbesondere in baulicher Hinsicht ist es zweckmäßig, wenn der Schneidarmträger aus einem Hohlkörper vorzugsweise einem Rohrkörper, besteht. In dem Hohl- bzw. Rohrkörper können die Schwenkzylinder angeordnet werden, welche den Schneidarm in der Vertikalebene heben und senken.

Der vorgenannte Drehkörper, in welchem der Schneidarmträger axial verschieblich und drehschlüssig angeordnet ist, wird zweckmäßig in einem auf Jem Drehstuhl des Maschinengestells angeordneten Drehlager um die etwa in Vortriebsrichtung verlaufende Drehachse schwenkbar gelagert. Für die drehschlüssige Kupplung von Schneidarmträger und Drehkörper kann eine Schiebeverzahnung od. dgl. vorgesehen werden. Für den Vorschub des Schneidarmes und des Schneidarmträgers in Vortriebsrichtung werden vorteilhafterweise Vorschubzylinder verwendet, die zwischen dem Schneidarmträger und dem Drehkörper angeordnet werden können.

Die Schneidwagen des Schneidkopfes weisen vorzugsweise, wie an sich bekannt, einen etwa pilz- oder kegelstumpfförmigen Umriß mit zur äußeren Stirnseite abnehmendem Durchmesser auf.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vortriebs- bzw. Abbaumaschine dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 schematisch in Seitenansicht eine Vortriebsmaschine gemäß der Erfindung;

Fig. 2 die Vortriebsmaschine gemäß Fig. 1 in Draufsicht;

Fig. 3 in größerem Maßstab und in Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt, eine Einzelheit der Maschine, nämlich den Schneidarmträger und dessen Lagerung auf dem Drehstuhl des Maschinengestells;

F i g. 4 die Anordnung gemäß F i g. 3 in Draufsicht.

Die dargestellte Vortriebsmaschine weist ein Maschinengestell 10 mit einem Raupenfahrwerk Il auf. Auf dem Maschinengestell 10 ist über einen Drehstuhl 12 ein Tisch 13 um eine Vertikalachse drehbar gelagert. Wie insbesondere die F i g. 3 und 4 zeigen, sind an dem Tisch 13 zwei aufragende und parallele Drehlager 14 angeordnet, in denen ein trommeiförmiger Hohlkörper 15 um eine horizontale, mit der Vortriebsrichtung zusammenfallende und damit in Richtung auf die (nicht dargestellte) Ortsbrust weisende Drehachse drehbar gelagert ist. Im Inneren des Drehkörpers 15 ist der to eigentliche Schneidarmträger 16 angeordnet, welcher aus einem zylindrischen Roh^rkörper besteht. Der rohrförmig!.¹ Schneidarmträger 16 tragt an seinem der Ortsbrust zugewandten, aus dem Drehkörper 15 vorne herausragenden Ende eine gabelförmige Anschlußkonsole 17, an welcher der Schneidarm 18 um ein Gelenk 19 mit horizontaler, senkrecht zur Vortriebsrichtung verlaufender Gelenkachse schwenkbar gelagert ist. Das Gelenk ·9 liegt exzentrisch zu der Längsmittelachse des rohrförmigen Schneidarmträgers 16. Zur Verschwenkung des Schneidarmes 18 sind zwei hydraulische Schwenkzylinder 20 vorgesehen, deren Kolbenstangen 21 bei 22 an dem Schneidarmträger 16 angclenkt sind. Die Zylinder 20 liegen im Inneren des Rohrkörpers des Schneidarmträgers 16 und sind in diesem bei 2Ϊ gelenkig abgestützt Durch Ein- und Ausschub der Schwenkzylinder 20 kann daher der Schneidarmträger 16 in der Vertikalebene gehoben und gesenkt werden.

Am freien Ende des Schneidarmes 18 ist ein angetriebener Schneidkopf 24 angeordnet, der zwei Schneidwalzen 25 und 25' aufweist, welche sowohl am Außenumfang als auch an ihren beiden einander zugewandten und voneinander abgewandten Seitenflächen mit Schrämwerkzeugen bestückt sind. Wie F i g. 2 zeigt, sind die beiden Schneidwalzen 25 und 25' um eine gemeinsame horizontale Achse, die quer zur Vortriebsrichtung verläuft, drehbar an dem Schneidarm 18 gelagert; sie befinden sich an den beiden Enden eines Getriebesteges 26, über welchen die Schneidköpfe in bekannter Weise angetrieben werden. Der Antrieb erfolgt über einen Motor nebst Getriebe, welches im Inneren des Schneidarmes 18 angeordnet ist.

Wie F i g. 2 zeigt, weisen die Schneidwalzen 25 und 25' jeweils einen angenähert pilzförmigen bzw. kegelförmigen Umriß auf, derart, daß ihr Durchmesser vom größten Außenumfang 25" aus zu den beiden Seiten hin stetig abnimmt. Auf diese Weise ergibt sich eine verhältnismäßig große Schneidfläche an den voneinander abgewandten außen liegenden Walzen-Seitenflächen, wodurch das Schneiden von Bögen mit glatten Wänden begünstigt wird.

Der gesamte Schneidvorgang 18 mit dem Schneidkopf 24 ist in Vortriebsrichtung V vorschiebbar, was mit Hilfe von zwei hydraulischen Vorschubzylindern 27 bewerkstelligt wird. Die Kolbenstangen dieser Vorschubzylinder sind an der Gabelkonsole 17 bei 28 angelenkt, während die Zylinder 27 über Gelenkanschlüsse 29 an dem Drehkörper 15 abgestützt sind. Durch Druckbeaufschlagung der Zylinder 27 kann somit der Schneidarmträger 16 und mit ihm der Schneidarm 18 nebst Schneidkopf 24 in Vortriebsrichtung vorgeschoben und in Gegenrichtung zurückgezogen werden.

Der rohrförmige Schneidarmträger 16 ist mit dem Drehkörper 15 drehschlüssig so verbunden, daß in jeder Vorschubstellung des Schneidarmträgers 16 dieser bei der Drehbewegung des Drehkörpers 15 um die in Vortriebsrichtung V verlaufende Drehachse mitgenommen wird. Die drehschlüssige Kupplung erfolgt zweckmäßig über eine Zahnschiebekupplung 30, die z. B. aus einer am Außenumfang des Rohrkörpers 16 angeordneten Verzahnung besteht, deren in Achsrichtung (Pfeil V) verlaufenden Zähne in entsprechende Zahnnuten an der zylinderischen Innenwand des trommeiförmigen Drehkörpers 15 einfassen. Die Verzahnung erstreckt sich über eine Länge des Rohres 16, die erheblich kleiner ist als der Abstand der beiden paralle'cn Drehlager 14. Auf diese Weise kmn der rohrförmige Schneidarmträger 16 in Pfeilrichtung V vorgeschoben und zugleich von dem Drehkörper 15 über die drehschlüssige Kupplung in Drehung um die in Pfeilrichtung V verlaufende Achse versetzt werden. Die

Drehung des Drehkörpers 15 um diese Drehachse erfolgt mit Hilfe zweier hydraulischer Zylinder 31, deren Kolbenstangen an radialen Augen 32 des Drehkörpers 15 angelenkt sind und sich an den aufragenden Drehlagern 14 oder dem Tisch 13 gelenkig abstützen.

Für die Verschwenkung des gesamten Maschinenausbaus um die Vertikalachse des Drehstuhles 12 dienen zwei hydraulische Schwenkzylinder 33, deren Kolbenstangen 34 bei 35 an dem Drehstuhltisch 13 angelenkt sind und die sich ihrerseits in Anschlußgelenken 36 am Maschinengestell abstützen (Fig.2). Über die beiden Zylinder 33 ist somit der gesamte Maschinenaufbau mit dem Schneidarm 18 und dem Schneidkopf 24 um die vertikale Drehstuhlachse schwenkbar, während zugleich der Schneidarm 18 um die horizontale Schwenkachse 19 heb- und senkbar ist. Zu diesen Bewegungsmöglichkeiten kommt die Vorschubbewegung des Schneidarmes 18 und des Schneidarmträgers 16 mit Hilfe der beiden Zylinder 27 sowie die Drehbewegung des Schneidarmträgers 16 und des Schneidarmes 18 um die in Vortriebsrichtung verlaufende Achse des Drehkörpers 15 mit Hilfe der Zylinder 31. Die beiden Schrämwalzen sind somit in allen drei Raumrichtungen schwenkbar und zugleich in Vortriebsrichtung linear vorschiebbar. In den F i g. 1 und 2 sind verschiedene Schwenk- und Vorschubpositionen des Schneidkopfes 24 bei 24' angedeutet. Aufgrund dieser Bewegungsfreiheiten des Schneidkopfes 24 lassen sich Tunnel- und Streckenquerschnitte verschiedener Größen und Formen aus dem Stand mit glatten First- und Stoßflächen schneiden. Um z. B. einen Streckenbogen zu schneiden, wird in der hochgeschwenkten Position des Schneidarmes 18 der Schneidarmträger 16 mit Hilfe der Schwenkzylinder 31 um die in Richtung auf die Ortsbrust weisende, mit der Vortriebsrichtung V zusammenfallende Drehachse des Drehkörpers 15 geschwenkt. Hierbei befinden sich die beiden Schneidwalzen 25 und 25' bzw. deren gemeinsame Drehachse in einer Schräglage, in der sie in der Lage sind, eine bogenförmige Firste mit glatter Wandung zu schneiden. Diese Schneidarbeit wird durch die in F i g. 2 gezeigte, etwa kegelstumpf- bzw. pilzförmige Ausbildung der Schneidwalzen begünstigt.

Zur Verladung des gelösten Haufwerks weist die Maschine an der Vorderseite ihres Maschinengestells eine breite Ladeschaufel 37 auf, die mit zwei beiderseits der Maschine angeordneten, als Kettenkratzförderer ausgebildeten Ladeförderern 38 zu einer Baueinheit verbunden ist. Die zur Maschinenrückseite hin ansteigenden und konvergierenden Ladeförderer 38 transportieren das über die Ladeschaufel 37 zugeführte Gut zu dem Abwurfende 39, wo es in ein (nicht dargestelltes) nachgeschaltetes Fördermittel abgeworfen wird. Die beiden Ladeförderer 38 mit der Ladeschaufel 37 sind an der Maschinenrückseite auf einer Stütze 40 in einem Schwenklager 41 abgestützt. Die aus den Ladeförderern 38 und der Ladeschaufel 37 bestehende Baueinheit kann daher mit Hilfe einer Verstellvorrichtung in der Vertikalebene gekippt werden, um die Ladeschaufel 37 bei der Fahrbewegung des Gerätes von der Sohle abzuheben. Zur Verladung des von der Ladeschaufel 37 aufgenommenen Haufwerks in die beiden seitlichen

Ladeförderer 38 dient ein Ladearm 42, der auf der geneigten Ladeschaufel eine pendelnde Hin- und Herbewegung ausführt, welche mit Hilfe hydraulischer Zylinder 43 bewirkt wird. Diese Anordnung des Ladearmes mit der Ladeschaufel und den seitlicher Ladeförderern ist an sich bekannt und braucht daher nicht weiter erläutert zu werden. Oberhalb der beiden Ladeförderer 38 können Absaugvorrichtungen 44 angeordnet sein, welche den im Betrieb entstehenden Staub absaugen. Zur Abstützung der Maschine sind an deren Vorder- und Rückseite jeweils zwei Abstützpratzen 45 angelenkt, die mit Hilfe hydraulischer Zylinder^ gegen die Sohle schwenkbar sind. Die hydraulisch ausfahrbaren Pratzen 45 entlasten somit die Raupen und stützen die Maschine im Stand ab, wodurch eine große Laufruhe der Maschine bei der Schneidarbeit erreicht wird. Eine zusätzliche Verspannung der Maschine während des Schneidens erübrigt sich. Die Pratzen 45 erlauben bei Bedarf ein selbsttätiges Anheben des Raupenfahrwerks. Für die Raupenfahrt und den Vorschub der Maschine wird durch Einfahren der Pratzen 45 die aus den beiden Ladeförderern 38 und der Ladeschaufel 37 bestehende Lade- und Fördereinrichtung von der Sohle angelüftet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vortriebsmaschine für das Auffahren von Stollen, Tunneln und Strecken, auf deren Fahrwerk bzw. Maschinengestell ein Drehstuhl angeordnet ist, welcher einen Schneidarmträger trägt, an dem ein Schneidarm höhenschwenkbar angelenkt ist, der einen Schneidkopf mit zwei Schneidwalzen oder Schneidrädern aufweist, die um eine quer zur Schneidarm-Längsachse verlaufende Achse drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrisch ausgebildete Schneidarmträger (i6) gegenüber dem Drehstuhl (12) um eine in Vortriebsrichtung (V) weisende Achse drehbar und in Vortriebsrichtung verschiebbar an dem Drehstuhl gelagert ist.

2. Vortriebsmaschine nach Ansp.-uch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidarmträger (16) eine Konsole (17) od. dgl. aufweist, an welcher der Schneidarm (18) in einem exzentrisch zur Längsmittelachse des Schneidarmträgers angeordneten Gelenk (19) angeschlossen ist.

3. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidarmträger (16) in einem Drehkörper (15) verschiebbar geführt und mit diesem drehschlüssig verbunden ist.

4. Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidarmträger (16) aus einem Hohlkörper, insbesondere jo einem Rohrkörper, besteht.

5. Vortriebsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem hohlen Schneidarmträger (16) mindestens ein den Schneidarm (18) in der Vertikalebene verschwenkender Schwenkzylinder (20) angeordnet ist.

6. Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (15) in einem auf dem Drehstuhl (12) des Maschinengestells (10) angeordneten Drehlager (14) um eine etwa in Vortriebsrichtung (V) verlaufende Drehachse schwenkbar gelagert ist.

7. Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die drehschlüssige Kupplung von Schr.eidarmträger (16) und Drehkörper (15) eine Schiebeverzahnung (30) od. dgl. vorgesehen ist.

8. Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schneidarmträger (16) und dem Drehkörper (15) die Vorschubzylinder (27) für den Vorschub des Schneidkopfes (24) angeordnet sind.

9. Vortriebsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidwalzen (25, 25') in an sich bekannter Weise einen etwa pilz- oder kegelstumpfförmigen Umriß mit zur äußeren Stirnseite abnehmenden Durchmesser aufweisen.