DE1174730B

DE1174730B - Cutting head for tunneling machines, demolition drilling machines, etc. like

Info

Publication number: DE1174730B
Application number: DEB38276A
Authority: DE
Inventors: Otto Lehmann
Original assignee: Bade & Co GmbH
Current assignee: Bade & Co GmbH
Priority date: 1955-12-12
Filing date: 1955-12-12
Publication date: 1964-07-30

Description

Schneidkopf für Streckenvortriebsmaschinen, Aufbruchsbolirmaschinen u. dgl. Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines Schneidkopfes mit an Werkzeugträgern befestigten Schneid- oder Bohrwerkzeugen für Streckenvortriebsmaschinen, Aufbruchsbohrmaschinen und ähnliche Geräte. Streckenvortriebsmaschinen für bergmännische Zwecke sind in vielen Ausführungsformen bekannt. Es handelt sich hierbei um Bohraggregate, die selbstfahrend oder verschiebbar sind und deren Aufgabe darin besteht, eine bestimmte Querschnittfläche im Streckenvortrieb abzuarbeiten. Die bekannten Streckenvortriebsmaschinen greifen die Ortsbrust mit Schneidwerkzeugen an, die teils in gleicher Richtung umlaufen, teils aber auch durch entsprechende Antriebe in eine planetenartige Umdrehung versetzt werden.Cutting head for tunneling machines, breakout machines The invention relates to the formation of a cutting head with tool carriers fixed cutting or drilling tools for tunneling machines, demolition drilling machines and similar devices. Tunneling machines for mining purposes are in many embodiments known. These are drilling units that are self-propelled or movable and their task is to provide a specific Work through the cross-sectional area in the tunneling. The well-known tunneling machines attack the face with cutting tools, some of which rotate in the same direction, but partly also set in a planet-like rotation by appropriate drives will.

Bekannt sind auch sogenannte Aufbruchbohrmaschinen, die zur Herstellung von schräg oder senkrecht nach oben geführten Aufbrüchen dienen. Diese Maschinen hängen an einem Zugmittel, das von einer höher gelegenen Strecke betrieben wird und der Maschine die Vorschubkraft übermittelt. Die Anordnung der Schneidwerkzeuge bei diesen Aufbruchbohrmaschinen ist in ähnlicher Weise wie bei den Streckenvortriebsmaschinen vorgesehen.So-called break-open drilling machines are also known, which are used for production from obliquely or vertically upward openings are used. These machines hang on a traction device that is operated from a higher route and transmits the feed force to the machine. The arrangement of the cutting tools with these demolition boring machines is in a similar way as with the road tunneling machines intended.

Die bekannten Streckenvortriebsmaschinen und Aufbruchbohnnaschinen haben den Nachteil, daß die Schnittgeschwindigkeit der Schneidwerkzeuge den unterschiedlichen Bedingungen der Gesteinshärte nicht angepaßt werden kann. Daraus folgt, daß die Schneidwerkzeuge von der Achse aus nach außen hin mit ständig zunehmender Schnittgeschwindigkeit umlaufen müssen. Ungünstig wirkt sich ferner aus, daß bei Streckenvortriebsmaschinen und auch bei Aufbruchbohrinaschinen sehr große Radialkräfte auftreten. Streckenvortriebsmaschinen müssen deshalb ungewöhnlich schwer ausgebildet werden, oder es müssen jedenfalls Mittel vorgesehen werden, um diese Kräfte abzufangen. Bei Aufbruchbohrmaschinen müssen analog zusätzliche Mittel vorgesehen werden, durch die die Radialkräfte auf die Schachtwand mit Sicherheit übertragen werden können.The well-known tunneling machines and groundbreaker machines have the disadvantage that the cutting speed of the cutting tools is different Conditions of rock hardness cannot be adapted. It follows that the Cutting tools from the axis outwards with constantly increasing cutting speed have to run around. Another unfavorable effect is that in road tunneling machines and very large radial forces also occur with demolition drilling machines. Tunneling machines must therefore be trained unusually difficult, or at least it must Means are provided to intercept these forces. In the case of drilling machines must be provided analogously, additional means through which the radial forces on the shaft wall can be transferred with certainty.

Maschinen, bei denen der Schneidkopf in mehrere konzentrisch angeordnete Werkzeugträger aufgeteilt ist, sind in mehreren Ausführungen bekannt geworden. Bei einer Ausführungsform ist der Schneidkopf in zwei konzentrisch angeordnete Werkzeugträger aufgeteilt. Wenn auch bei dieser Ausführungsforin die auf den Werkzeugträger angebrachten Werkzeuge eine Ringbahn durchlaufen, so fehlt doch bei der bekannten Maschine die Anordnung eines besonderen Antriebes für jeden Werkzeugträger mit regelbarer Antriebsgeschwindigkeit. Bei einer bekannten Kohlengewinnungsmaschine mit Schneidkopf ähnlicher Ausbildung ist die Anordnung von zwei oder mehreren ringförrnigen Werkzeugträgern bekannt, die konzentrisch angeordnet sind. Die einzelnen ringförmigen Scheiben werden hierbei nach Art eines Planetensystems angetrieben. Die Anordnung von ringfönnigen Werkzeugträgern bedeutet gegenüber der bereits beschriebenen bekannten Streckenvortriebsmaschine keinen wesentlichen Unterschied, wenn der Werkzeugträger eine ringförinige Arbeitsbahn der Werkzeuge ermöglicht. Aber auch bei der erwähnten Kohlengewinnungsmaschine fehlt die Anordnung von regelbaren Antrieben für jede einzelne Ringscheibe, so daß es nicht möglich ist, die Schnittgeschwindigkeit der einzelnen Werkzeugträger zu verändern.Machines in which the cutting head is arranged in several concentrically Tool carrier is divided, are known in several versions. at In one embodiment, the cutting head is in two concentrically arranged tool carriers divided up. Even if in this embodiment the ones attached to the tool carrier Tools run through a ring path, but this is missing in the known machine Arrangement of a special drive for each tool carrier with adjustable drive speed. In a known coal extraction machine with a cutting head of a similar design the arrangement of two or more ring-shaped tool carriers is known, which are arranged concentrically. The individual ring-shaped disks are here driven like a planetary system. The arrangement of ring-shaped tool carriers means compared to the known tunneling machine already described no significant difference if the tool holder has an annular working path that enables tools. But it is also missing from the coal extraction machine mentioned the arrangement of adjustable drives for each individual ring disc so that it it is not possible to change the cutting speed of the individual tool carriers.

Schließlich ist noch eine Streckenvortriebsmaschine bekannt, bei der die Werkzeugträger des Schneidkopfes hintereinander und koaxial angeordnet sind. Hierbei wirkt jeder Werkzeugträger mit seinen Werkzeugen in einer bestimmten Ringzone. Auch hier fehlt die Anordnung eines besonderen Antriebes für jeden Werkzeugträger, wobei es auch bei dieser Maschine nicht entscheidend darauf ankommt, ob die Werkzeuge auf ringförmigen oder arrnförmigen Werkzeugträgem angeordnet sind. Entscheidend ist, daß die Werkzeuge in einer Ringbahn arbeiten und daß für jede in einer Ringbahn arbeitende Werkzeuggruppe ein besonderer Antrieb nicht vorgesehen ist.Finally, a tunneling machine is known in which the tool carriers of the cutting head are arranged one behind the other and coaxially. Each tool carrier works with its tools in a specific ring zone. Here, too, the arrangement of a special drive for each tool carrier is missing, Even with this machine, it does not matter whether the tools are used are arranged on ring-shaped or arrn-shaped tool carriers. Decisive is that the tools work in a circular path and that for each one in a circular path working tool group a special drive is not provided.

Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf einen Schneidkopf, bei dem mehrere, konzentrisch angeordnete Werkzeugträger vorgesehen sind, und besteht darin, daß bei einem derartigen Schneidkopf die äußeren Werkzeugträger in an sich bekannter Weise ringförmig ausgebildet sind und für jeden Werkzeugträger ein Antrieb mit regelbarer Antriebsgeschwindigkeit in beiden Arbeitsrichtungen vorgesehen ist. Erfindungsgemäß können die einzelnen Werkzeugträger oder ihre Werkzeuge auswechselbar ausgebildet sein. Die Vorrichtung nach der Erfindung bietet die Möglichkeit, die zu bearbeitende Fläche der Ortsbrust in mehrere Schneidzonen aufzuteilen und jeder dieser Schneidzonen eine geeignete SchnittgesclixAindigkeit für die Werkzeuge je nach der Gesteinsbeschaffenheit zu geben. Hierdurch können die Werkzeuge besser ausgenutzt und die Antriebsenergie kann wirtschaftlicher ausgenutzt werden, so daß in der Folge auch mit kleineren Aggregaten gearbeitet werden kann. Eine Verringerung des Gewichtes einer mit einem solchen Schneidkopf versehenen Streckenvortriebsmaschine wird auch dadurch möglich, daß die resultierende aller Kräfte infolge der Angleichung an verschiedene Gesteinsforrnationen kleiner als bei den bekannten Ausführungsformen werden muß.The invention accordingly relates to a cutting head in which a plurality of concentrically arranged tool carriers are provided, and consists in the fact that in such a cutting head the outer tool carriers are annular in a known manner and a drive with controllable drive speed in both for each tool carrier Working directions is provided. According to the invention, the individual tool carriers or their tools can be designed to be exchangeable. The device according to the invention offers the possibility of dividing the surface of the working face to be worked into several cutting zones and of giving each of these cutting zones a suitable cutting area for the tools depending on the nature of the rock. As a result, the tools can be better used and the drive energy can be used more economically, so that smaller units can subsequently also be used. A reduction in the weight of a tunnel boring machine provided with such a cutting head is also possible because the resulting all forces must be smaller than in the known embodiments as a result of the adjustment to different rock formations.

In der Zeichnung ist die Anwendung der Erfindung bei einer Streckenvortriebsmaschine dargestellt.The drawing shows the application of the invention in a road tunneling machine shown.

F i g. 1 zeigt eine Streckenvortriebsmaschine im Längsschnitt, wobei die Mittel zum Vorschub der Maschine lediglich schematisch angedeutet sind, da sie nicht zu der Erfindung gehören; F i g. 2 zeigt eine Schnittansicht durch die Antriebsorgane gemäß Schnittlinie 1-II in F i g. 1; F i g. 3 zeigt eine weitere Schnittansicht der Antriebsorgane gemäß Schnitt III-IV in F i g. 1. F i g. 1 shows a road boring machine in longitudinal section, the means for advancing the machine are only indicated schematically, since they do not belong to the invention; F i g. 2 shows a sectional view through the drive elements according to section line 1-II in FIG. 1; F i g. 3 shows a further sectional view of the drive elements according to section III-IV in FIG. 1.

F i g. 4 zeigt eine Schnittansicht der Antriebstriebsorgane gemäß Schnitt III-IV in F i g. 1; Die Antriebsorgane für die einzelnen Werkzeugträger A, B, C sind in dem Maschinengehäuse 24 angeordnet. Die Anordnung ist derart getroffen, daß der Ringträger A durch den Motor 21 unter Zwischenschaltung eines Ganggetriebes 20 angetrieben wird. Der Antrieb der Ringträger B und C erfolgt durch den Motor 23 unter Zwischenschaltung des Ganggetriebes 22. Hinsichtlich der Mittel zur Übertragung der Antriebskräfte auf die einzelnen Werkzeugträger wird darauf hingewiesen, daß es sich um die Verwendung an sich bekannter Antriebsmittel und übertragungsorgane handelt. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß z. B. jeder einzelne der Werkzeugträger A, B, C durch einen besonderen Motor angetrieben werden kann. Auch die überleitung der Kräfte kann in anderer Weise erfolgen, ohne daß dadurch die Erfindung abgeändert wird.F i g. 4 shows a sectional view of the drive mechanism according to section III-IV in FIG. 1; The drive elements for the individual tool carriers A, B, C are arranged in the machine housing 24. The arrangement is such that the ring carrier A is driven by the motor 21 with a gear transmission 20 interposed. The ring carriers B and C are driven by the motor 23 with the interposition of the gear mechanism 22. With regard to the means for transmitting the driving forces to the individual tool carriers, it should be noted that the use of known drive means and transmission elements is involved. It is readily apparent that, for. B. each of the tool carriers A, B, C can be driven by a special motor. The transfer of forces can also take place in a different manner without modifying the invention.

Die Übertragung der Motorkraft vom Motor 21 auf den Ringträger A erfolgt in folgender Weise: Hinter dem Ganggetriebe 20 ist ein Antriebsritzel 1 vorgesehen, daß im Eingriff mit Stirnrädern 2 und 3 (s. F i g. 2) steht. Hierbei ist zu beachten, daß die Stirnräder 2 und 4 und die Stirnräder 3 und 5 auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Die Stirnräder 4 und 5 stehen im Eingriff mit dem Zahnrad 6, das eine Innenverzahnung aufweist. Von dem Zahnrad 6 mit der Innenverzahnung wird die Antriebskraft unmittelbar auf den Werkzeugträger A übertragen.The transmission of the engine power from the engine 21 to the ring carrier A takes place in the following way: Behind the gearbox 20 there is a drive pinion 1 which meshes with spur gears 2 and 3 (see FIG. 2). It should be noted that the spur gears 2 and 4 and the spur gears 3 and 5 are arranged on a common shaft. The spur gears 4 and 5 are in mesh with the gear 6, which has internal teeth. The drive force is transmitted directly to the tool carrier A from the gear 6 with the internal teeth.

Der Antrieb der Ringträger B und C erfolgt in folgender Weise: Das an das Ganggetriebe 22 angeschlossene Antriebsritzel 7 steht im Eingriff mit dem Stimrad 8 (s. F i g. 3 und 4). Das Stirnrad 8 steht im Eingriff mit den Stirnrädern 9 und 10. Die Stirnräder 9 und 11 und 10 und 12 haben eine gemeinsame Welle. Die Stirnräder 11 und 12 stehen im Eingriff mit dem Stirnrad 13. Von diesem Stirnrad 13 aus wird die Antriebskraft über den Sitz, der als Hohlwelle ausgebildet ist, auf den Ringträger B übertragen.The ring carriers B and C are driven in the following way: The drive pinion 7 connected to the gear transmission 22 is in engagement with the spur gear 8 (see FIGS. 3 and 4). The spur gear 8 is in mesh with the spur gears 9 and 10. The spur gears 9 and 11 and 10 and 12 have a common shaft. The spur gears 11 and 12 are in engagement with the spur gear 13. From this spur gear 13 , the drive force is transmitted to the ring carrier B via the seat, which is designed as a hollow shaft.

Was den Antrieb des Ringträgers C anbetrifft, so ist zunächst wiederum zu beachten, daß das Antriebsritzel 7 im Eingriff mit Stirnrad 8 und das Stirnrad 8 im Eingriff mit den Stirnrädern 9 und 10 steht (s. F i g. 4). Die Stimräder 9, 11 und 14 einerseits und 10, 12 und 15 andererseits sind auf einer gemeinsamen Welle angeordnet. Die Stirnräder 14 und 15 stehen im Eingriff mit dem Stirnrad 16, von wo die Kraft durch eine Vollwelle unmittelbar auf den Ringträger C übertragen wird.As far as the drive of the ring carrier C is concerned, it should first be noted that the drive pinion 7 is in engagement with the spur gear 8 and the spur gear 8 is in engagement with the spur gears 9 and 10 (see FIG. 4). The front wheels 9, 11 and 14 on the one hand and 10, 12 and 15 on the other hand are arranged on a common shaft. The spur gears 14 and 15 are in engagement with the spur gear 16, from where the force is transmitted directly to the ring carrier C by a solid shaft.

Claims

Claims: 1. Cutting head with cutting or drilling tools attached to tool carriers for tunneling machines, demolition boring machines and the like, in which the cutting head is divided into several concentrically arranged tool carriers, characterized in that the outer tool carriers are annular in a manner known per se and a drive with controllable drive speed in both working directions is provided for each tool carrier.

2. Cutting head according to claim 1, characterized in that the individual tool carriers or their tools are designed to be exchangeable. Documents considered: French Patent No. 1103 369; U.S. Patent Nos. 1888 085, 2,384,397.