EP0649973A2 - Hydraulischer Abbaubagger für Tunnelschildmaschine - Google Patents

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EP0649973A2
EP0649973A2 EP94115326A EP94115326A EP0649973A2 EP 0649973 A2 EP0649973 A2 EP 0649973A2 EP 94115326 A EP94115326 A EP 94115326A EP 94115326 A EP94115326 A EP 94115326A EP 0649973 A2 EP0649973 A2 EP 0649973A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
boom
rocker
excavator according
hydraulic cylinder
pivoted
Prior art date
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Granted
Application number
EP94115326A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP0649973A3 (de
EP0649973B1 (de
Inventor
Hans Schaeff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Karl Schaeff GmbH and Co Maschinenfabrik
Original Assignee
Karl Schaeff GmbH and Co Maschinenfabrik
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Filing date
Publication date
Application filed by Karl Schaeff GmbH and Co Maschinenfabrik filed Critical Karl Schaeff GmbH and Co Maschinenfabrik
Publication of EP0649973A2 publication Critical patent/EP0649973A2/de
Publication of EP0649973A3 publication Critical patent/EP0649973A3/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
    • E21D9/0875—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a movable support arm carrying cutting tools for attacking the front face, e.g. a bucket
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/12—Devices for removing or hauling away excavated material or spoil; Working or loading platforms
    • E21D9/126—Loading devices or installations
    • E21D9/128—Loader-conveyors with gathering arms

Definitions

  • the invention relates to a hydraulically driven excavator for an underground driving device according to the preamble of claim 1.
  • the magazine “Bau interests-Bautechnik” 1984, S 226-228, shows a tubular sign for underground tunneling during the construction of traffic facilities or drainage and supply routes.
  • a boom is connected to an upper supporting part of the shield shell by means of a pivot bearing, which can be pivoted horizontally around the pivot bearing and vertically over the entire shield cross section by means of a hydraulic cylinder and also serves as a loading aid to feed the demolition masses to a longitudinal conveyor system on the shield bottom.
  • the boom carries a drawbar that can be swiveled by means of another hydraulic cylinder.
  • the object of the invention is to provide a mining excavator of the type described above, which has a low-wear and easy-to-manufacture construction with a large range and which also ensures the unobstructed use of any mining tools and secure removal of the demolition material even in small tunnel cross-sections.
  • the proposed suspension of the boom by means of a steering system starting from a console plate of the upper pivot bearing offers the possibility of advantageously carrying out large propulsion movements with the removal tool attached directly or indirectly to the front end of the boom.
  • the handlebar system with its dirt-insensitive, low-wear bearing points forms an advantageously simple longitudinal adjustment device that avoids problematic straight tool guides. If the handlebar system is inclined forwards or backwards, the boom approaches the tunnel ridge, which creates sufficient space above the longitudinal conveyor system for the removal of larger clumps of material.
  • the longitudinal conveyor remains freely accessible and can be cleaned from both sides in the event of a blockage. Even with smaller dimensions of the jacking device, relatively large tools can be used.
  • rocker links each with a rocker adjusting cylinder, are provided on the bracket at a lateral distance from one another as a rocker.
  • two hydraulic cylinders arranged next to one another with a lateral spacing can be provided for adjusting the boom inclination and can be set as parallel links to the swing arm or to the swing arm parts.
  • the rocker arm length is dimensioned such that in the rocker end position pivoted forwards or backwards, the horizontally adjusted boom is located approximately at half the tunnel height.
  • An embodiment in which the removal tool is connected directly to the front end of the boom provides that a tool carrier body provided with a spoon and a hydraulic hammer or other tools is mounted in a front fork of the boom and can be pivoted by means of one or more hydraulic cylinders.
  • the boom fork enables a compact design with a stable mounting of the tool carrier body, which in the case of using a bucket is swiveled in the sense of normal bucket movements in order to dig off soft material or detach rock broken up and hammer away and feed it to the longitudinal conveyor system.
  • At least one additional boom link (e.g. dipper stick and / or one or more intermediate booms) can be connected in an articulated manner between the front end of the boom and a tool carrier body or any dismantling tool in order to gain a corresponding range in the case of larger tunnel cross sections.
  • the propulsion device consists of a crawler vehicle with a roof plate supported thereon, to which the rotary bearing is attached.
  • punches that can be extended sideways or through the roof plate are clamped between the tunnel ceiling and sole.
  • the inclination of the longitudinal conveyor system can be kept adjustable between the supporting walls supporting the roof panel on the chassis.
  • a cylindrical tunneling shield 10 in the form of a stiffened pipe section of a few meters in length with a front shield cutting edge 11. After exposing an additional tunnel length, the tunneling shield 10 is moved backwards with the help of its not shown The end of the pressing means pressed forward into the excavated space so that it can be further dismantled from the new position and the space behind the tunnel shield can be stiffened in sections by a supporting tunnel lining made of concrete, steel or masonry.
  • a rotary bearing 15 which consists of a rotating ring with a vertical axis of rotation, but can also be designed as a universal joint with several degrees of freedom.
  • a rotary bearing 15 is fastened, which consists of a rotating ring with a vertical axis of rotation, but can also be designed as a universal joint with several degrees of freedom.
  • Part of the pivot bearing 15 is a lower bracket plate 16, which can be rotated about the vertical pivot bearing axis with the aid of a drive motor 17 which engages in a ring gear, for example via a pinion.
  • a swivel bearing with a horizontal axis for the upper end of a rocker arm 18 is provided on the lower lugs of the console plate 16, which is connected by a rocker cylinder 19 mounted between a rocker arm 19 in FIG shown rear end position and a front end position shown in Fig. 2 is pivotable.
  • the swing pivot angle achievable by changing the length of the swing cylinder 19 is approximately 120 °; if necessary, it can be enlarged by interposing a deflection linkage actuated by the cylinder.
  • a link cylinder 20 is mounted at the base of the bracket 16, the lower end of which engages on a bracket 21 at a point which connects the same distance from the rear end of a bracket 21 and the lower end of the rocker 18 Has hinge axis. 1 and 2, the boom 21 is set approximately horizontally, which is achieved by an approximately medium stroke or extension length of the link cylinder 20, so that the link cylinder 20 runs parallel to the swing arm 18, that is to say the same length as the swing arm and with this forms a parallelogram of the handlebar, under the effect of which the boom 21 remains parallel to itself between the rocker end positions.
  • the inclined longitudinal axes of the boom 21 shown in broken lines in FIG. 2, which extend from its articulated axis on the rocker 18, are intended to indicate that the boom 21 can be pivoted upwards and downwards by about 30 in each case.
  • the boom 21 consists of a rear narrower portion 22 which is bifurcated or open at the top, so that between the side boom walls, the lower end of the link cylinder 20 can be found when the boom 21 reaches its upward inclined end position .
  • the boom has a wide front fork section 23, between whose side fork walls a tool carrier 26 is pivotally mounted.
  • the narrow and wide boom sections 22 and 23 are connected by means of a welded cross tube 24, which can be replaced or supplemented by other or additional cross stiffeners.
  • the tool carrier 26 contains a hydraulic hammer 27 which is fastened between two side plates 28 which can be seen in their contours.
  • a spoon 29 which can be adjusted about a horizontal axis is mounted on the underside of the side plates 28 and, with the aid of a cylinder 30 indicated at 30, between the opened working position ( Fig. 1) and pivoted to the tool carrier 26 rest position (Fig. 2).
  • a cylinder 30 indicated at 30, between the opened working position ( Fig. 1) and pivoted to the tool carrier 26 rest position (Fig. 2).
  • the working position of the spoon 29 its teeth protrude from the chisel tip of the hammer 27, so that the hammer chisel remains covered and protected against transverse forces and damage when excavating material or when loosening rock.
  • the tool carrier 26 is pivotably mounted approximately in its longitudinal center about a transverse axis 40, which define two lateral axis bolts at the front end of the arm 21.
  • Two swivel cylinders 25 engage on the side plates 28, the rear ends of which are articulated on the lugs of the rear boom section 22.
  • the tool carrier 26 In the extended end position of the swivel cylinder 25 according to FIG. 1, the tool carrier 26 extends approximately perpendicular to the longitudinal axis of the arm 21, so that the spoon 29 can feed material to a lower longitudinal conveyor 44 via a push-on ramp 42. 2, the tool carrier 26 is set so that the Mei ßel of the hydraulic hammer 27 in its main working direction and the longitudinal axis of the boom 21 are aligned.
  • the length of the rocker 18 is dimensioned such that in the front and rear rocker end position the horizontally adjusted boom 21 is located approximately halfway up the tunnel.
  • the tool carrier 26 can be pivoted further upward over the main working direction of the hydraulic hammer 27 shown in FIG. 2, in order to work obliquely upwards against the tunnel top with the hammer or another tool.
  • the tool carrier 26 is pivoted up to at least 120 about the transverse axis 40 with the aid of the swivel cylinders 25 to carry out conventional bucket movements.
  • FIGS. 3 and 4 differs from the first described example primarily in that at the front end of the boom 21, which is of equal width over its entire length, a dipper arm 46 is articulated, which is pivoted by a stick cylinder 25 supported on the top of the boom becomes. At the front end of the dipper arm 46 there is a digging bucket 48 which can be operated by any other tool, e.g. can also be replaced by a hydraulic hammer or a tool carrier 26 (FIG. 2) and pivoted with the aid of a spoon cylinder 50 supported on the dipper stick.
  • a digging bucket 48 which can be operated by any other tool, e.g. can also be replaced by a hydraulic hammer or a tool carrier 26 (FIG. 2) and pivoted with the aid of a spoon cylinder 50 supported on the dipper stick.
  • the pivot bearing 15 and also the lower longitudinal conveyor system 44 can be arranged at a greater distance from the cutting edge, so that a larger free space for intermediate storage of loosened debris material is created and the tool is used for long periods only to propel the Tunnels or can only be used to transfer the intermediate storage material to the conveyor system.
  • Two rocker links 18 with associated rocker cylinders 19 and two cylinders 20 belonging to the steering system and changing the boom inclination, which engage on both sides of the boom 21, are articulated to lower lugs of the console plate 16 which are arranged at a lateral distance from one another.
  • Such a link system consisting of four links can also be used in the embodiment according to FIGS. 1, 2, although only a single cylinder 20 and a single wide link arm or a link arm 18 consisting of two link members is shown.
  • two rocker cylinders 19 can also be provided.
  • an intermediate boom 52 is articulated at the front end of a relatively short boom 21 and can be pivoted with the aid of the cylinder 25 supported on the top of the boom.
  • the rear end of a dipper arm 46 is articulated, which carries a digging bucket 48 or any other digging tool as before.
  • Two "inner" arm cylinders 54 articulated on both sides of the intermediate arm 52 serve to pivot the dipper arm 46, and the spoon cylinder 50 supported on the dipper arm 46 acts on a lever linkage 56, 58 articulated on the dipper arm and on the digging spoon in order to achieve a wide pivoting range.
  • FIGS. 5, 6 show a tunneling shield 10 of larger diameter when crossing a mining section consisting of free-flowing material.
  • one or more horizontal retaining blades 11 are arranged at intermediate levels of the tunneling shield, which can be conveniently removed with the help of the three-part boom assembly bypass above or below.
  • 5 shows with broken lines the digging bucket 48 when working below the retaining blade 11. From the indicated digging position, the bucket 48 can be moved further forward if the boom 21 is inclined downwards and it is moved forward with the steering system. - Likewise, according to FIG.
  • the digging tool working above the retaining blade 11 can be advanced further by bringing the handlebar system to its front end position and approximating the direction of the intermediate boom 52 to that of the boom 21.
  • the rotary bearing 15 is fastened to a higher support part 12a or closer to the longitudinal center of the tunneling shield as shown in FIGS. 5, 6.
  • the horizontally set arm 21 is located approximately at half the height of the shield.
  • the pivot bearing 15 of the excavator consisting of comparable components as in the previously described embodiments is fastened to the underside of a stable and stiffened roof plate 35 which is supported on side parts 33 extending from the chassis frame 31 of a track-driven propulsion device 32.
  • the side parts 33 have a sufficient lateral distance from one another for the movements of the handlebar system, can also be cranked outwards via the height of the rocker 18 and are recessed at the front or set back as far as that the handlebar system mounted on the console 16 can carry out its rotary movements necessary for work across the tunnel width without hindrance.
  • Extending between the side parts 33 is a longitudinal conveyor 44 provided with a push-on ramp 42 at the front end, which is supported at an inclination angle that is favorable for receiving and transporting the digging material by a rear bearing 36 on the vehicle 32 and is raised by means of cylinders 38 articulated on the side parts or its inclination can be adjusted.
  • Fig. 9 as a front view of the mobile excavator in the state according to Fig. 4 shows a driver's stand 39 arranged laterally above the one caterpillar and below the roof plate 35 and a rocker arm 18 consisting of two rocker members arranged at a lateral distance from one another, which are at a lateral distance from the Console 16 is downwardly projecting approaches.
  • Fig. 9 also shows the side plates 28 of the tool carrier 26, the hydraulic hammer 27 held in between and the fangs located at the outer end of the spoon 29, which are located above the belt conveyor 44, in front of which a e.g. Slide-open ramp 42 which can be widened in a fan shape.
  • a dredger vehicle according to Fig. 7-9 can also be used to drive through narrow tunnels, pipes or underground sewer channels, for example to cut off old brickwork, enlarge tunnel cross-sections or remove collapses.
  • a separate electrical remote control can also be provided for the vehicle.
  • An electrically operated hydraulic system can be pulled from the vehicle 32 onto a trailer, via which an additional conveyor belt transports the excavated material.
  • the jacking device can be arranged on another special undercarriage.

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Abstract

Abbaubagger für eine unterirdische Vortriebseinrichtung, z.B. Tunnelschild (10), bei dem um ein an einem oberen Tragteil (12) befestigtes Drehlager (15) eine Konsolplatte (16) schwenkbar ist und an der Konsolplatte ein Ausleger (21) mittels eines Lenkersystems aufgehängt ist, das aus einer mittels Hydraulikzylinder (19) verschwenkbaren Schwinge (18) und einem Hydraulikzylinder (20) zur Veränderung der Auslegerneigung besteht, der durch Längenänderung als Parallellenker zur Schwinge (18) einstellbar ist, so daß mit einem am vorderen Ende des Auslegers (21) oder einem zusätzlichen Auslegerglied verstellbaren Abbauwerkzeug sowohl eine große Reichweite als auch ein einfaches Zuführen des Abbruchmaterials auf eine untere Längsförderanlage (44) ermöglicht wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen hydraulisch angetriebenen Abbaubagger für eine unterirdische Vortriebseinrichtung entsprechend Oberbegriff von Anspruch 1.
  • DieZeitschrift "Bauplanung-Bautechnik" 1984, S 226-228, zeigt einen rohrförmigen Schild zum unterirdischen Vortrieb beim Bau von Verkehrsanlagen oder Ent- und Versorgungs-Trassen. An ein oberes Tragteil des Schildmantels ist mittels eines Drehlagers ein Ausleger angeschlossen, der um das Drehlager horizontal und mittels eines Hydraulikzylinders vertikal über den gesamten Schildquerschnitt geschwenkt werden kann und außerdem als Ladehilfe dient, um die Abbruchmassen einer Längsförderanlage am Schildboden zuzuführen. Der Ausleger trägt eine Zughacke, die mittels eines weiteren Hydraulikzylinders schwenkbar ist. Sobald mit Hilfe des Werkzeuges ein vor dem Schild liegender Bereich der Abbaustrekke abgegraben und das Abbruchgut über die Längsförderanlage beseitigt worden ist, wird der Tunnelschild mittels im bereits ausgebauten Tunnel abgestützter Presseinrichtungen um eine bestimmte Länge vorgetrieben.
  • Aufgabe der Erfindung ist, einen Abbaubagger der vorbezeichneten Art zu schaffen, der bei großer Reichweite eine verschleißarme und fertigungstechnisch einfache Bauweise aufweist und auch in kleinen Tunnelquerschnitten einen unbehinderten Einsatz beliebiger Abbauwerkzeuge und einen gesicherten Abtransport des Abbruchmaterials gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
  • Die vorgeschlagene Aufhängung des Auslegers mittels eines von einer Konsolplatte des oberen Drehlagers ausgehenden Lenkersystems bietet die Möglichkeit, mit dem direkt oder mittelbar am vorderen Ende des Auslegers angebrachten Abbauwerkzeug vorteilhaft große Vortriebsbewegungen auszuführen. Durch Längenänderung des zur Schwinge parallelen Hydraulikzylinders läßt sich der Ausleger mit seinem vorderen Ende über den gesamten Schild- oder Tunnelquerschnitt verstellen. Dabei bildet das Lenkersystem mit seinen schmutz-unempfindlichen, verschleißarmen Lagerstellen eine vorteilhaft einfache Längsverstelleinrichtung, die problematische Werkzeug-Geradführungen vermeidet. Bei nach vorn oder nach hinten geneigtem Verlauf des Lenkersystem nähert sich der Ausleger dem Tunnelfirst, wodurch oberhalb der Längsförderanlage ein auch Zum Abtransport größerer Materialklumpen ausreichender Freiraum entsteht. Außerdem bleibt der Längsförderer frei zugänglich und kann bei Verstopfung von beiden Seiten aus gereinigt werden. Selbst bei kleineren Abmessungen der Vortriebseinrichtung können relativ große Werkzeuge eingesetzt werden.
  • Vorzugsweise sind als Schwinge unter seitlichem Abstand zueinander an der Konsole gelagerte Schwingenglieder mit je einem Schwingen-Verstellzylinder vorgesehen. Gleichermaßen können zwei nebeneinander unter seitlichem Abstand angeordnete Hydraulikzylinder zur Verstellung der Auslegerneigung vorgesehen und als Parallel-Lenker zur Schwinge bzw. zu den Schwingenteilen einstellbar sein. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schwingenlänge so bemessen, daß in der nach vorn oder hinten verschwenkten Schwingenendlage der waagerecht eingestellte Ausleger sich etwa auf halber Tunnelhöhe befindet.
  • Eine Ausgestaltung, bei der das Abbauwerkzeug unmittelbar am vorderen Ende des Auslegers angeschlossen ist, sieht vor, daß in einer vorderen Gabelung des Auslegers ein mit einem Löffel und einem Hydraulikhammer oder anderen Werkzeugen versehener Werkzeugträgerkörper gelagert und mittels eines oder mehrerer Hydraulikzylinder schwenkbar ist. Die Auslegergabelung ermöglicht eine kompakte Bauweise mit stabiler Lagerung des Werkzeugträgerkörpers, der im Fall des Löffeleinsatzes im Sinn üblicher Löffelbewegungen geschwenkt wird, um weiches Material abzugraben oder vom Hammer aufgebrochenes Gestein abzulösen und der Längsförderanlage zuzuführen.
  • Zwischen dem vorderen Ende des Auslegers und einem Werkzeugträgerkörper oder einem beliebigen Abbauwerkzeug kann mindestens ein zusätzliches Auslegerglied (z.B. Löffelstiel und/oder ein oder mehrere Zwischenausleger) gelenkig verstellbar angeschlossen sein, um bei größeren Tunnelquerschnitten eine entsprechende Reichweite zu gewinnen.
  • Gemäß einer Variante besteht die Vortriebseinrichtung aus einem Raupenfahrzeug mit einer darauf abgestützten Dachplatte, an der das Drehlager angebracht ist. Um das Fahrzeug gegenüber den bei Vortriebsarbeiten auftretenden Längskräften abzustützen, wird mit seitwärts oder durch die Dachplatte mach oben ausfahrbaren Stempeln zwischen Tunneldecke und -sohle festgespannt. Zwischen den die Dachplatte am Fahrwerk stützenden Tragwänden kann die Längsförderanlage in ihrer Neigung verstellbar gehalten sein.
  • Ausführungsbeispiele des Abbaubaggers nach der Erfindung sind anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen, jeweils schematisch,
    • Fig. 1 und 2 einen am First eines Vortriebsschildes angebrachten Abbaubagger in rückwärtiger bzw. vorderer Schwenkstellung des Lenkersysstems,
    • Fig. 3 und 4 einen Abbaubagger wie in Fig. 1 und 2, bei dem der Werkzeugträgerkörper durch einen Löffelstiel mit Grablöffel ersetzt ist,
    • Fig. 5 und 6 einen Abbaubagger wie in Fig. 1 und 2, bei dem an einem verkürzten Grundausleger ein Zwischenausleger und ein Löffelstiel mit Grablöffel gelenkig angeschlossen sind,
    • Fig. 7 und 8 eine Vortriebseinrichtung in Form eines Fahrzeuges mit daran angebrachtem Abbaubagger in den Fig. 1 bzw. 2 entsprechenden Arbeitsstellungen,
    • Fig. 9 eine Frontansicht des Abbaubaggers ähnlich Fig. 7, 8.
  • In einem in Fig. 1 und 2 nach links vorzutreibenden Tunnel befindet sich ein zylindrisches Vortriebsschild 10 in Form eines versteiften Rohrabschnittes von einigen m Länge mit einer vorderen Schildschneide 11. Nach Freilegen einer zusätzlichen Tunnellänge wird das Vortriebsschild 10 mit Hilfe von an seinem nicht gezeigten rückwärtigen Ende angreifenden Preßmitteln in den freigegrabenen Raum vorwärts gedrückt, so daß von der neuen Position aus weiter abgebaut und der Raum hinter dem Vortriebsschild abschnittsweise durch eine tragende Tunnelauskleidung aus Beton, Stahl oder Mauerwerk ausgesteift werden kann. Am gewölbten Schildfirst befindet dich als Tragteil 12 eine ebene versteifte Zwischenwand, an deren Unterseite ein Drehlager 15 befestigt ist, das aus einem Drehkranz mit senkrechter Drehachse besteht, aber auch als Universalgelenk mit mehreren Freiheitsgraden ausgeführt sein kann. Teil des Drehlagers 15 ist eine untere Konsolplatte 16, die mit Hilfe eines zum Beispiel über ein Ritzel in einen Zahnkranz eingreifenden Antriebsmotors 17 um die senkrechte Drehlagerachse drehbar ist.
  • An unteren Ansätzen der Konsolplatte 16 ist ein Schwenklager mit waagerechter Achse für das obere Ende einer Schwinge 18 vorgesehen, die durch einen in Vortriebsrichtung hinter der Schwinge an der Konsolplatte 16 und an einem rückwärtigen Ansatz der Schwinge 18 gelagerten Schwingenzylinder 19 zwischen einer in Fig. 1 gezeigten rückwärtigen Endstellung und einer in Fig. 2 gezeigten vorderen Endstellung schwenkbar ist. Der durch Längenänderung des Schwingenzylinders 19 erreichbare Schwingenschwenkwinkel beträgt ungefähr 120°; er kann bei Bedarf durch Zwischenschaltung eines vom Zylinder betätigten Umlenkgestänges vergrößert werden.
  • Mit vorderem Abstand von der Schwinge 18 ist am Ansatz der Konsole 16 ein Lenkerzylinder 20 gelagert, dessen unteres Ende an einem Ausleger 21 an einer Stelle angreift, die den gleichen Abstand von einer das rückwärtige Ende eines Auslegers 21 und das untere Ende der Schwinge 18 verbindenden Gelenkachse aufweist. Entsprechend Fig. 1 und 2 ist der Ausleger 21 ungefähr waagerecht eingestellt, was durch eine etwa mittlere Hub-oder Ausfahrlänge des Lenkerzylinders 20 erreicht wird, so daß der Lenkerzylinder 20 parallel zur Schwinge 18 verläuft, also die gleiche Länge wie die Schwinge hat und mit dieser ein Lenkerparallelogramm bildet, unter dessen Wirkung der Ausleger 21 zwischen den Schwingenendlagen parallel zu sich selbst bleibt. Die in Fig. 2 mit unterbrochenen Linien eingezeichneten geneigten Längsachsen des Auslegers 21, die von seiner Gelenkachse an der Schwinge 18 ausgehen, sollen andeuten, daß der Ausleger 21 aus seinem waagerechten Verlauf nach oben und unten jeweils etwa 30 verschwenkbar ist.
  • Entsprechend Fig. 1, 2 besteht der Ausleger 21 aus einem rückwärtigen schmäleren Abschnitt 22, der gegabelt oder nach oben offen ist, so daß zwischen den seitlichen Auslegerwänden das untere Ende des Lenkerzylinders 20 Platz findet, wenn der Ausleger 21 seine nach oben geneigte Endstellung erreicht. Der Ausleger besitzt einen breiten vorderen Gabelabschnitt 23, zwischen dessen seitlichen Gabelwänden ein Werkzeugträger 26 schwenkbar gelagert ist. Der schmale und der breite Auslegerabschnitt 22 bzw. 23 sind mittels eines verschweißten Querrohrs 24 verbunden, das durch andere oder zusätzliche Querversteifungen ersetzt bzw. ergänzt sein kann.
  • Der Werkzeugträger 26 enthält einen zwischen zwei in ihren Umrissen erkennbaren Seitenschilden 28 befestigten Hydraulikhammer 27. Entsprechend Fig. 2 ist an der Unterseite der Seitenschilde 28 ein um eine waagerechte Achse einstellbarer Löffel 29 gelagert und mit Hilfe eines bei 30 angedeuteten Zylinders 30 zwischen aufgeklappter Arbeitsstellung (Fig. 1) und an den Werkzeugträger 26 angelegter Ruhestellung (Fig. 2) schwenkbar. In der Arbeitsstellung des Löffels 29 überragen seine Zähne die Meißelspitze des Hammers 27, so daß beim Abgraben von Material oder beim Heranziehen von gelockertem Gestein der Hammermeißel abgedeckt und gegen Querkräfte und Beschädigungen geschützt bleibt.
  • Der Werkzeugträger 26 ist ungefähr in seiner Längsmitte um eine Querachse 40 schwenkbar gelagert, die zwei seitliche Achsbolzen am vorderen Ende des Auslegers 21 definieren. An den Seitenschilden 28 greifen zwei Schwenkzylinder 25 an, deren rückwärtige Enden an Ansätzen des rückwärtigen Auslegerabschnittes 22 angelenkt sind. In der ausgefahrenen Endlage der Schwenkzylinder 25 entsprechend Fig. 1 verläuft der Werkzeugträger 26 ungefähr senkrecht zur Längsachse des Auslegers 21, so daß der Löffel 29 Abraummaterial über eine Aufschubrampe 42 einer unteren Längsförderanlage 44 zuführen kann. Gemäß Fig. 2 ist der Werkzeugträger 26 so eingestellt, daß der Meißel des Hydraulikhammers 27 in seiner Hauptarbeitsrichtung und die Längsachse des Auslegers 21 fluchten. Vorzugsweise ist die Länge der Schwinge 18 so bemessen, daß in der vorderen und hinteren Schwingenendlage der waagerecht eingestellte Ausleger 21 sich etwa auf halber Tunnelhöhe befindet. Der Werkzeugträger 26 kann über die in Fig. 2 gezeigte Hauptarbeitsrichtung des Hydraulikhammers 27 weiter nach oben verschwenkt werden, um mit dem Hammer oder einem anderen Werkzeug von unten schräg aufwärts gegen die Tunneloberseite zu arbeiten. Beim Arbeitseinsatz des Löffels 29 wird der Werkzeugträger 26 mit Hilfe der Schwenkzylinder 25 zur Ausführung üblicher Löffelbewegungen bis zu mindestens 120 um die Querachse 40 verschwenkt.
  • Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4 unterscheidet von dem zuerst beschriebenen Beispiel vor allem darin, daß am vorderen Ende des über seine gesamte Länge gleich breiten Auslegers 21 ein Löffelstiel 46 gelenkig angeschlossen ist, der von einem auf der Oberseite des Auslegers abgestützten Stielzylinder 25 geschwenkt wird. Am vorderen Ende des Löffelstiels 46 ist ein Grablöffel 48 gelagert, der durch ein beliebiges anderes Werkzeug, z.B. auch durch einen Hydraulikhammer oder einen Werkzeugträger 26 (Fig. 2) ersetzt sein kann und mit Hilfe eines am Löffelstiel abgestützten Löffelzylinders 50 geschwenkt wird. Aufgrund der mit dem Löffelstiel erzielten größeren Reichtweite kann das Drehlager 15 und auch die untere Längsförderanlage 44 in größerer Entfernung von der Schildschneide angeordnet sein, so daß vor der Längsförderanlage ein größerer Freiraum zur Zwischenlagerung gelösten Abraummaterials entsteht und das Werkzeug über längere Perioden nur zum Vortrieb des Tunnels bzw. nur zur Überführung des zwischengelagerten Abraummaterials auf die Förderanlage genutzt werden kann.
  • An unter seitlichem Abstand zueinander angeordneten unteren Ansätzen der Konsolplatte 16 sind zwei Schwingenglieder 18 mit zugeordneten Schwingenzylindern 19 sowie zwei zum Lenkersystem gehörende und die Auslegerneigung verändernde Zylinder 20 angelenkt, die an beiden Seiten des Auslegers 21 angreifen. Ein solches aus vier Gliedern bestehendes Lenkersystem kann auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1, 2 benutzt werden, obwohl dort nur ein einzelner Zylinder 20 und eine einzige breite oder aus zwei Schwingengliedern bestehende Schwinge 18 gezeigt ist. Im Fall von zwei Schwingengliedern können auch zwei Schwingenzylinder 19 vorgesehen sein.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 5, 6 ist am vorderen Ende eines relativ kurzen Auslegers 21 ein Zwischenausleger 52 angelenkt, der mit Hilfe des auf der Oberseite des Auslegers abgestützten Zylinders 25 schwenkbar ist. Am vorderen Ende des Zwischenauslegers 52 ist das rückwärtige Ende eines Löffelstiels 46 gelenkig angeschlossen, der wie zuvor einen Grablöffel 48 oder ein beliebiges anderes Grabwerkzeug trägt. Zum Verschwenken des Löffelstiels 46 dienen zwei beiderseits am Zwischenausleger 52 angelenkte "innere" Stielzylinder 54, und zur Erzielung eines weiten Schwenkbereiches des Grablöffels 48 wirkt der am Löffelstiel 46 abgestützte Löffelzylinder 50 auf ein am Löffelstiel und am Grablöffel angelenktes Hebelgestänge 56, 58.
  • Als Anwendungsbeispiel für diese dreigliedrige Auslegerbaugruppe 21, 52, 46 zeigt Fig. 5, 6 ein Vortriebsschild 10 größeren Durchmessers beim Durchqueren einer aus rieselfähigem Material bestehenden Abbaustrecke. Um zu vermeiden, daß das lockere Abraumgut auf dem Boden des Vortriebsschildes 10 zu große Ansammlungen bildet oder herabfallende Materialklumpen/Gesteinsbrocken die Längsförderanlage 44 schädigen, sind auf Zwischenhöhen des Vortriebsschildes ein oder mehrere waagerechte Rückhalteschneiden 11 angeordnet, die sich mit Hilfe der dreigliedrigen Auslegerbaugruppe bequem von oben oder von unten umgehen lassen. Fig. 5 zeigt mit unterbrochenen Linien den Grablöffel 48 bei Arbeiten unterhalb der Rückhalteschneide 11. Von der angedeuteten Grabposition kann der Löffel 48 weiter vorwärts bewegt werden, wenn man den Ausleger 21 abwärts neigt und ihn mit dem Lenkersystem nach vorn bewegt. - Ebenso kann gemäß Fig. 6 das oberhalb der Rückhalteschneide 11 arbeitende Grabwerkzeug weiter vorgetrieben werden, indem man das Lenkersystem bis in seine vordere Endstellung bringt und die Richtung des Zwischenauslegers 52 an die des Auslegers 21 annähert. Unter Berücksichtigung eines großen Durchmessers des Vortriebsschildes 10 und des am Auslegers 21 hauptsächlich nach oben schwenkbaren Zwischenausleger 52 ist gemäß Fig. 5, 6 das Drehlager 15 an einem höheren bzw. der Längsmitte des Vortriebsschildes näheren Tragteil 12a befestigt. Auch hier befindet sich der waagerecht eingestellte Ausleger 21 ungefähr auf halber Schildhöhe.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 bis 9 ist das Drehlager 15 des aus vergleichbaren Komponenten wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen bestehenden Abbaubaggers an der Unterseite einer stabilen und abgesteiften Dachplatte 35 befestigt, die auf vom Fahrwerkrahmen 31 einer raupengetriebenen Vortriebseinrichtung 32 ausgehenden Seitenteilen 33 abgestützt ist. Die Seitenteile 33 haben für die Bewegungen des Lenkersystems einen ausreichenden seitlichen Abstand voneinander, können über die Höhe der Schwinge 18 auch auswärts gekröpft sein und sind vorn ausgespart oder so weit zurückgesetzt, daß das an der Konsole 16 gelagerte Lenkersystem seine für Arbeiten über die Tunnelbreite notwendigen Drehbewegungen unbehindert ausführen kann. Um die fahrbare Vortriebseinrichtung gegenüber den bei Abbauarbeiten auftretenden Längskräften abzustützen, kann sie mit Hilfe von durch die Dachplatte 35 nach oben oder auch seitlich aufwärts geneigt (nicht gezeigt) ausfahrbaren Stempeln 34 zwischen Tunneldecke und -Sohle verspannt werden. Für die senkrechten Stempel 34 sind an den Seitenteilen 33 Führungen und nicht gezeigte Stempelzylinder vorgesehen.
  • Zwischen den Seitenteilen 33 erstreckt sich eine am vorderen Ende mit einer Aufschubrampe 42 versehene Längsförderanlage 44, die in einem zur Aufnahme und Weitertransport des Grabgutes günstigen Neigungswinkel durch ein rückwärtiges Lager 36 am Fahrzeug 32 abgestützt ist und mit Hilfe von an den Seitenteilen angelenkten Zylindern 38 hochgezogen oder in ihrer Neigung verstellt werden kann.
  • Fig. 9 als Frontansicht des fahrbaren Abbaubaggers im Zustand gemäß Fig. 4 zeigt einen seitlich oberhalb der einen Raupe und unterhalb der Dachplatte 35 angeordneter Fahrerstand 39 sowie eine aus zwei unter seitlichem Abstand zueinander angeordneten Schwingengliedern bestehende Schwinge 18, die an unter seitlichem Abstand von der Konsole 16 nach unten ragenden Ansätzen gelagert ist. Fig. 9 zeigt ferner die Seitenschilde 28 des Werkzeugträgers 26, den dazwischen gehaltenen Hydraulikhammer 27 sowie am äußeren Ende des Löffels 29 angeordnete Reißzähne, die sich oberhalb des Bandförderers 44 befinden, vor dem eine z.B. fächerförmig verbreiterbare Aufschubrampe 42 angeordnet ist.
  • Mit einem Baggerfahrzeug nach Fig. 7-9 können auch enge Tunnel, Röhren oder unterirdische Kanalisationskanäle befahren werden, um dort beispielsweise alte Ausmauerungen abzuschlagen, Tunnelquerschnitte zu vergrößern oder Einstürze zu beseitigen. Wie für den Ausleger des Schildes kann auch für das Fahrzeug eine separate elektrische Fernbetätigung vorgesehen sein. Vom Fahrzeug 32 kann eine elektrisch betriebene Hydraulikanlage auf einem Anhänger nachgezogen werden, über den ein zusätzliches Förderband den Aushub weitertransportiert. Anstelle auf einem Raupenfahrwerk kann die Vortriebseinrichtung auf einem anderen Spezialfahrwerk angeordnet sein.

Claims (11)

1. Hydraulischer Abbaubagger für eine unterirdische Vortriebseinrichtung, mit einem Ausleger, an den einenends zumindest unmittelbar ein Abbauwerkzeug anschließbar und der anderenends um ein an einem oberen Tragteil der Vortriebseinrichtung angebrachtes Drehlager schwenkbar ist, ferner mit mindestens einem Hydraulikzylinder zur Veränderung der Auslegerneigung und mindestens einem anderen am Ausleger abgestützten Hydraulikzylinder zur Betätigung des um eine Querachse schwenkbaren Abbauwerkzeuges,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausleger (21) an einer am Drehlager (15) festen Konsole (16) mittels eines Lenkersystems aufgehängt ist, das aus einer mittels Hydraulikzylinder (19) verschwenkbaren Schwinge (18) und dem Hydraulikzylinder (20) zur Veränderung der Auslegerneigung besteht, der durch Längenänderung als Parallel-Lenker zur Schwinge (18) einstellbar ist.
2. Abbaubagger nach Anspruch 1, bei dem als Schwinge (18) zwei unter seitlichem Abstand zueinander an der Konsole gelagerte Schwingenglieder mit je einem Schwingen-Verstellzylinder (19) vorgesehen sind.
3. Abbaubagger nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zwei unter seitlichem Abstand zueinander an der Konsole (16) gelagerte Hydraulikzylinder (20) zur Veränderung der Auslegerneigung vorgesehen und als Parallel-Lenker zur Schwinge (18) einstellbar sind.
4. Abbaubagger nach Anspruch 1, bei dem die Schwingenlänge so bemessen ist, daß der waagerecht eingestellte Ausleger (21) sich in der nach vorn oder hinten verschwenkten Schwingenendlage etwa auf halber Höhe des Tunnels oder der Vortriebseinrichtung befindet.
5. Abbaubagger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Ausleger (21) aus der durch Parallelogrammeinstellung seines Schwenkzylinders (20) erreichbaren Längsstellung nach oben und unten um jeweils etwa 30 ° verschwenkbar ist.
6. Abbaubagger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Vortriebseinrichtung eine vom Abbauwerkzeug erreichbare untere Längsförderanlage (44) aufweist.
7. Abbaubagger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Vortriebseinrichtung aus einem Raupenfahrzeug mit einer Dachplatte (36) besteht, an der das das Drehlager (15) angebracht ist.
8. Abbaubagger nach Anspruch 7, bei dem das Raupenfahrwerk (32) mit Hilfe von nach oben durch die Dachplatte (36) oder seitwärts ausfahrbaren Stempeln (34) zwischen Tunneloberseite und -sohle feststellbar ist.
9. Abbaubagger nach Anspruch 7, bei dem die Dachplatte (35) durch am Raupenfahrwerk befestigte seitliche Tragwände (33) abgestützt ist, an denen die dazwischen verlaufende Längsförderanlage (44) mit verstellbarer Neigung gehalten ist.
10. Abbaubagger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in einer vorderen Gabelung (23) des Auslegers (21) ein mit einem Löffel (Hacke, Reißzahn oder dergleichen) und einem Hydraulikhammer (Fräser, Bohrer oder dergleichen) versehener Werkzeugträgerkörper (26) mit einer etwa in seiner Körpermitte liegenden Drehachse gelagert und mittels des Hydraulikzylinders (25) schwenkbar ist.
11. Abbaubagger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem zwischen dem vorderen Ende des Auslegers (21) und dem Abbauwerkzeug (48) mindestens ein zusätzliches Auslegerglied (z.B. Zwischenausleger 52 und/oder Löffelstiel 46) gelenkig verstellbar angeschlossen ist.
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