DE3619578A1

DE3619578A1 - Cutting head for advance working machines

Info

Publication number: DE3619578A1
Application number: DE19863619578
Authority: DE
Inventors: Heinz Lantermann
Original assignee: LANTERMANN INDUSTRIEPLANUNG IN
Current assignee: LANTERMANN INDUSTRIEPLANUNG IN
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1986-06-11
Publication date: 1987-12-17

Abstract

Cutting head for advance working machines, in particular for mining and/or tunnelling, consisting of a base body on which the cutter tips of cutters which are held in cutter holders are arranged in a helical path and proposes, for the sake of quiet, vibration-free cutting with a high degree of efficiency, that at maximum two cutter tips (21) are located on the lines of intersection which are formed by the envelope surface which connects the cutter tips (21) and any desired planes which lie in the axis of rotation of the head (1) and start from said axis on one side. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneidkopf für Vortriebsmaschinen, insbesondere für den Berg- und/oder Tunnelbau, bestehend aus einem Grundkörper, auf dem in schraubenförmiger Bahn die Meißelspitzen von in Meißelhaltern getragenen Meißeln angeordnet sind.The invention relates to a cutting head for tunneling machines, in particular for mining and / or tunnel construction, consisting of a basic body, on which the chisel tips of in Chisel holders are arranged chisels.

Derartige Schneidköpfe finden insbesondere in Teilschnitt-Vortriebsmaschinen Verwendung, mit denen zunehmend im wesentlichen der Vortrieb von Strecken aber auch der Abbau von Wertmaterial, z. B. beim Örter- oder Kammerbau durchgeführt wird. Im Betrieb wird der an einem Ausleger der Teilschnitt-Vortriebsmaschine gehaltene Schneidkopf um seine Drehachse gedreht und mittels Auslegerverlagerung in horizontaler als auch vertikaler Richtung verschwenkt, bis die Ortsbrust abgearbeitet ist. Bei der Drehung des Schneidkopfes laufen die Meißelspitzen auf Schraubenlinien, wobei bei den bekannten Schneidköpfen aufgrund der Abmessungen und Formen der Schneidköpfe, Anzahl und Verteilung der Meißel sowie deren Ausrichtung und der Schneidkopfdrehzahl keine vollauf zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt werden. Oftmals tritt beim Schnitt mit den bekannten Köpfen ein Rattern oder Vibrieren durch Resonanzbildung auf, wodurch der Auslegerarm und die Vortriebsmaschine in Schwingung versetzt werden. Hohe Belastung des Materials, wodurch ein starker Verschleiß hervorgerufen wird, sind die Folge. Durch nicht optimale Schneidköpfe müssen die Maschinen immer leistungsstärker, schwerer und größer werden, um auch härtere Gebirgsformationen wirtschaftlich schneiden zu können, was zur Folge hat, daß wegen des großen Platzbedarfes der Teilschnitt-Vortriebsmaschinen in den beengten Streckenquerschnitten die Parallelisierung der Arbeitsvorgänge wesentlich erschwert wird. Auch werden hierdurch die Kosten der Maschinen erhöht.Cutting heads of this type are found, in particular, in part-cutting tunneling machines Use with which increasing the propulsion essentially of routes but also the mining of valuable material, e.g. B. at the local or chamber construction is carried out. In operation it is on a boom the part-cutting tunneling machine held around its Rotation axis rotated and by horizontal extension as a also pivoted in the vertical direction until the working face is finished. When the cutting head rotates, the chisel tips run on helical lines, in the known cutting heads due to the dimensions and shapes of the cutting heads, number and distribution of the chisels as well as their alignment and the cutting head speed satisfactory results can be achieved. Often occurs during the cut with the familiar heads a rattling or vibrating through resonance on, causing the boom arm and the jacking machine to vibrate be transferred. High load on the material, creating a strong Wear is the result. By not optimal Cutting heads have to make the machines more powerful, heavier and more powerful get bigger to cut harder mountain formations economically to be able to, which has the consequence that because of the large space requirement the partial-cut tunneling machines in the narrow section cross-sections the parallelization of work processes is made significantly more difficult. Also this increases the cost of the machines.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schneidkopf der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen ruhigen, schwingungsfreien Schnitt bei hoher Effektivität auch in abrasivem Gestein zuläßt. Mit einem derartigen Schneidkopf versehene Maschinen können leichter und kleiner konstruiert werden, was zu arbeitstechnischen und wirtschaftlichen Vorteilen führt.The invention is therefore based on the object of a cutting head to create a calm, vibration-free Allows cutting with high effectiveness even in abrasive rock. Machines equipped with such a cutting head can be lighter and be constructed smaller, resulting in work engineering and economic Advantages leads.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf den von der die Meißelspitzen verbindenden Hüllfläche und beliebigen, in der Drehachse des Kopfes liegenden, einseitig von dieser ausgehenden Ebenen gebildeten Schnittlinien maximal zwei Meißelspitzen liegen. In Betrieb greifen bei einer derartigen Meißelanordnung nur maximal zwei Meißelspitzen gleichzeitig in das Abbaumaterial ein, wobei die anderen Meißelspitzen nachfolgend zum Eingriff gelangen. Diese spezielle Aufeinanderfolge, die bei den bekannten Schneidköpfen nicht gewährleistet ist, verhindert eine Resonanzbildung der Schwingungen, da nicht sämtliche Meißelspitzen gleichzeitig in Eingriff gelangen. Eine Frequenzerregung des Kopfes, die den Auslegerarm und die Maschine in Schwingungen versetzen würde, wird damit verhindert. Die erfindungsgemäße Anordnung der Meißelspitzen führt auch zu einer hohen Abbaueffektivität auch in hartem Gestein, ohne daß übermäßig leistungsstarke Antriebsmaschinen zum Einsatz kommen müssen. Der sehr ruhige Lauf des erfindungsgemäßen Schneidkopfes macht auch ein maßgenaues Schneiden (auch mittels Monitor) möglich, was einen Baustoffverbrauch für den Strecken- und/ oder Tunnelausbau vermindert. Der erfindungsgemäße Schneidkopf kann in seinen Abmessungen in Bezug zu den bekannten Schneidköpfen relativ klein gehalten werden, obgleich er eine hohe Effektivität hinsichtlich seiner Schneidleistung aufweist.This object is achieved in that on the the envelope surface connecting the chisel tips and any one in the axis of rotation of the head lying on one side from this planes formed cutting lines lie a maximum of two chisel tips. In operation Only grasp a maximum of two chisel tips in such a chisel arrangement at the same time in the mining material, with the other chisel tips subsequently come to the intervention. This special sequence, which is not guaranteed with the known cutting heads, prevents resonance formation of the vibrations, since not all of them Engage chisel tips at the same time. A frequency excitation of the head, which vibrate the cantilever arm and the machine would be prevented. The arrangement according to the invention the chisel tips also leads to a high degradation effectiveness in hard rock without using overly powerful prime movers must be used. The very quiet run of the invention Cutting head also makes accurate cutting (also by means of Monitor) possible, which means a consumption of building materials for the route and / or tunnel expansion reduced. The cutting head according to the invention can in its dimensions in relation to the known cutting heads relative be kept small, although it is highly effective in terms of its cutting performance.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß entlang der schraubenförmigen Bahn aufeinanderfolgende Meißelspitzen voneinander unterschiedlichen Abstand besitzen. Vorzugsweise erfolgt eine harmonisch unregelmäßige Abstandswahl. Die unterschiedlichen Abstände unterstützen das nacheinander erfolgende Eingreifen der Meißelspitzen in das Abbaumaterial und fördern somit den ruhigen Lauf des Kopfes. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß die Meißelspitzen mehrere schraubenförmige Bahnen bilden. Vorzugsweise sind drei, etwa um 120° versetzte Bahnen vorgesehen. Diese drei Bahnen führen zu einem besonders hohen Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Schneidkopfes bei schwingungsarmem Schnitt.According to a development of the invention it is provided that along the helical path successive chisel tips from each other have different distances. Preferably there is a harmonic irregular distance selection. The different distances support the successive intervention of the chisel tips in the degradation material and thus promote the smooth running of the head. The Arrangement can be made so that the chisel tips are several helical Form lanes. Three are preferably offset by approximately 120 ° Lanes provided. These three lanes lead to one special high efficiency of the cutting head according to the invention with low vibration Cut.

Zur Optimierung des Schneidkopfes ist vorgesehen, daß die Hüllfläche sich aus einer kreisförmigen Stirnebene, einem sich daran anschließenden, äußeren Flächenabschnitt eines Torus, einer darauffolgenden Mantelfläche eines geraden Kreiskegelstumpfes und einer anschließenden Mantelfläche eines geraden Kreiszylinders zusammensetzt. Während die Meißelspitzen der Stirnebene und des Torus im wesentlichen ein Einstechen des Schneidkopfes in die Ortsbrust ermöglichen, dienen die Meißelspitzen des Kreiskegelstumpfes und des Kreiszylinders dem vorzugsweise gegenläufigen Abfräsen des Abbaumaterials. Die Ausbildung einer derartigen Kopfform unterstützt den nahezu vibrationsfreien Schnitt. To optimize the cutting head, it is provided that the envelope surface a circular end plane, an adjoining one, outer surface section of a torus, a subsequent lateral surface of a straight circular truncated cone and a subsequent surface a straight circular cylinder. While the chisel tips the frontal plane and the torus essentially a piercing of the cutting head The chisel tips of the circular truncated cone serve in the working face and the circular cylinder, preferably the opposite Milling the excavation material. The formation of such a head shape supports the almost vibration-free cut.

Vorzugsweise liegen im Bereich der Mantelflächen von Kreiskegelstumpf und Kreiszylinder die Meißelspitzen benachbarter Bahnen auf Teilstücken von Längsschraubenlinien. Die Längsschraubenlinien beginnen an den Übergangsbereichen der Torusfläche zur Mantelfläche des Kreiskegelstumpfes und enden an der rückwärtigen Kante der Mantelfläche des geraden Kreiszylinders. Jede Längsschraubenlinie verbindet die entsprechenden Meißelspitzen benachbarter Gänge der schraubenförmigen Bahn bzw. schraubenförmigen Bahnen. Durch diese Anordnung liegen die einzelnen Meißelspitzen versetzt zueinander, so daß nur eine Meißelspitze der anderen folgend zum Eingriff kommt.Preferably lie in the area of the circumferential surfaces of a circular truncated cone and circular cylinders the chisel tips of adjacent tracks on sections of longitudinal helixes. The longitudinal helixes start at the Transitional areas of the torus surface to the outer surface of the circular truncated cone and end at the rear edge of the lateral surface of the straight circular cylinder. Each longitudinal helix connects the corresponding ones Chisel tips of adjacent gears of the helical Track or helical tracks. This arrangement means that individual chisel tips offset from each other so that only one chisel tip following the other.

Vorzugsweise ist der Winkelabstand aufeinanderfolgender Längsschraubenlinien unterschiedlich groß. Ein insbesondere harmonisch unregelmäßiger Winkelabstand ist günstig. Gute Ergebnisse werden bei einem Verhältnis der Winkelabstände, wie / 9 : 10 : 8 : 9 : 10 : 8 : 9 : 8 / 9 : 10 : 8 usw. erzielt (der Abschnitt zwischen den beiden Schrägstrichen ergibt einen vollen Umlauf um die Mantelflächen des Schneidkopfes an).The angular spacing of successive longitudinal helixes is preferably different sized. A particularly harmoniously irregular Angular distance is favorable. Good results are obtained with a relationship the angular distances such as / 9: 10: 8: 9: 10: 8: 9: 8/9: 10: 8 etc. achieved (the Section between the two slashes results in a full circulation around the lateral surfaces of the cutting head).

Die Anordnung kann so getroffen sein, daß die Winkelabstände der Meißelspitzen in der Abfolge entlang einer ersten Längsschraubenlinie und anschließendem Übergang auf eine angrenzende zweite Längsschraubenlinie, dann entlang der zweiten Längsschraubenlinie und anschließendem Übergang auf eine an die zweite angrenzende dritte Längsschraubenlinie usw. unregelmäßig sind. Insbesondere ist ein Verhältnis der Winkelabstände, wie /3 : 3 : 2 : 3 : 3 : 3 : 3 : 3 : 4 : 3 : 3 : 2 : 3 : 3 : 3 : 3 : 3 :4 : 3 : 3 : 2 : 3 : 3 : 4 / 3 : 3 : 2 : 3 : usw. vorteilhaft (der Bereich zwischen den beiden Schrägstrichen gibt einen vollen Umlauf um den Schneidkopf an. The arrangement can be such that the angular distances between the chisel tips in sequence along a first longitudinal helix and then Transition to an adjacent second longitudinal helix, then along the second longitudinal helix and subsequent transition to a third longitudinal helix adjacent to the second, etc. are irregular. Is in particular a ratio of the angular distances, as / 3: 3: 2: 3: 3: 3: 3: 3: 4: 3: 3: 2: 3: 3: 3: 3: 3: 4: 3: 3: 2: 3: 3: 4 / 3: 3: 2: 3: etc. advantageous (the area between the two slashes gives a full Circulation around the cutting head.

Für ein nahezu vibrationsfreies Verfahren des Schneidkopfes ist vorgesehen, daß auf den Schnittlinien im Bereich der Mantelflächen von Kreiskegelstumpf und Kreiszylinder maximal eine Meißelspitze liegt. Hierdurch tritt nur eine Meißelspitze den anderen folgend in Eingriff mit dem Abbaumaterial, wodurch ein Rattern oder Vibrieren weitestgehend vermieden wird. Diese Anordnung ermöglicht auch eine hohe Effektivität in hartem Gestein.For an almost vibration-free movement of the cutting head, that on the cutting lines in the area of the lateral surfaces of Circular truncated cone and circular cylinder is at most one chisel tip. Hereby only one chisel tip engages the other following the other Removal material, which largely prevents rattling or vibrating becomes. This arrangement also enables high effectiveness in hard rock.

Für ein hohes Schneidergebnis und zur Erzielung eines gleichmäßigen Verschleißes der Meißel sind senkrecht zur Drehachse verlaufende, auf der Hüllfläche liegende Arbeitslinien vorgesehen, die durch Meißelspitzen verlaufen und derart gewählt sind, daß dem Schneidkopf im Betrieb pro Arbeitslinie etwa ein gleiches Volumen/Schnittmaterial zugeordnet ist. Dies bedeutet, daß jede Meißelspitze etwa die gleiche Menge an Schnittmaterial ausbrechen muß, wodurch sich die Arbeitsleistung gleichmäßig über den gesamten Kopf verteilt. Vorzugsweise liegt auf jeder Arbeitslinie nur eine Meißelspitze.For a high cutting result and to achieve a uniform Wear on the chisels are perpendicular to the axis of rotation Working lines provided by the chisel surface are provided by chisel tips run and are chosen such that the cutting head in operation pro Working line is assigned approximately the same volume / cutting material. This means that each chisel tip has about the same amount of cut material must break out, which makes the work performance even spread over the entire head. Preferably lies on each work line just a chisel tip.

Da der Schneidkopf im Frontbereich abgeflacht ist, gehen die schraubenförmigen Bahnen in der Stirnebene in Spirallinien über. Es lassen sich somit bohrende und schneidende (fräsende) Arbeiten gleichzeitig durchführen.Since the cutting head is flattened in the front area, the helical ones go Paths in the end plane in spiral lines. It can be perform drilling and cutting (milling) work at the same time.

Überdies ist es zweckmäßig, wenn die Längsachsen der Meißel gegenüber der auf der zugehörigen Arbeitslinie erreichteten Senkrechten geneigt verlaufen. Bei der Verwendung von Rundschaftmeißeln, die drehbar in den zugehörigen Meißelhaltern einliegen, wird ihnen aufgrund des geneigten Verlaufes der Meißelachsen der notwendige Drall gegeben, um eine Drehung der Meißel herbeizuführen, was gleichmäßige Abnutzung und Schärfung sicherstellt.Furthermore, it is useful if the longitudinal axes face the chisel the perpendicular reached on the associated work line run. When using picks that can be rotated in the associated chisel holders are inserted due to the inclined Given the course of the chisel axes, the necessary twist is given to a Cause rotation of the chisel, resulting in even wear and tear Ensures sharpening.

Die Förderrate des erfindungsgemäßen Schneidkopfes wird dadurch erhöht, wenn den Meißelspitzen jeweils eine Hochdruck-Wasserbedüsung zugeordnet ist. Die Hochdruck-Wasserstrahlen unterstützen die Brecharbeit der Meißel und vermindern überdies die Staubbelastung. Insbesondere beim Brechen von Kohle hat sich das Hochdruck-Wasserstrahlschneiden in Verbindung mit dem mechanischen Brechen durch die Meißel als ein sehr leistungsfähiges Gewinnungsverfahren erwiesen. Vorzugsweise erfolgt die Bedüsung derart, daß der Hochdruck-Wasserstrahl dem jeweils zugehörigen Meißel vorauseilt.The delivery rate of the cutting head according to the invention is increased if the chisel tips each have a high pressure water spray assigned. The high-pressure water jets support the crushing work the chisel and also reduce dust pollution. In particular when crushing coal has high pressure water jet cutting in connection with the mechanical breaking through the chisel as a proven very efficient extraction process. Preferably the spraying takes place in such a way that the high-pressure water jet each associated chisel leads ahead.

Für die Schwingungsdämpfung ist es ferner vorteilhaft, wenn der Grundkörper massiv ausgebildet ist. Die massive Ausführung absorbiert die noch vorhandenen Restschwingungen zum großen Teil, so daß sich wesentlich bessere Ergebnisse gegenüber den herkömmlichen Schneidköpfen erzielen lassen, bei denen die Meißel z. B. auf Stegwänden sitzen, die sozusagen als Schwingungsverstärker wirken. Derartige Schrauben- und/oder Spiralstegwände eignen sich zwar für den Wegtransport des gebrochenen Abbaumateriales, führen jedoch zu einem schwingungsfähigen Gebilde.For vibration damping, it is also advantageous if the base body is massive. The massive version absorbs the remaining vibrations to a large extent, so that it is essential better results compared to conventional cutting heads achieve where the chisel z. B. sit on web walls that act as a vibration amplifier, so to speak. Such screw and / or spiral web walls are suitable for transporting the broken mining material, however, lead to a vibratory Structures.

Die Anordnung ist so getroffen, daß alle Meißel gleich ausgestaltet sind, d. h. sowohl an der Stirnfläche als auch an den übrigen Bereichen des Schneidkopfes werden Meißel gleichen Typs eingesetzt (gleicher Durchmesser, gleiche Länge usw.), was einen Wartungs- und Lagerhaltungsvorteil gegenüber herkömmlichen Schneidköpfen darstellt, die insbesondere an der Stirnfläche andere Meißeltypen aufweisen als an der sich daran anschließenden Mantelfläche.The arrangement is such that all chisels are designed the same, d. H. both on the end face and on the other areas of the Cutting heads of the same type are used (same diameter, same length, etc.), which is a maintenance and warehousing advantage compared to conventional cutting heads, which in particular have different types of chisels on the end face than on the other subsequent lateral surface.

Vorzugsweise ist der Schneidkopf als Längsschneidkopf ausgebildet, mit dem sich in Verbindung mit einer Teilschnitt-Vortriebsmaschine außerordentlich gute Arbeitsergebnisse erzielen lassen.The cutting head is preferably designed as a longitudinal cutting head, with which is extraordinary in connection with a partial-cut tunneling machine get good work results.

Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, und zwar zeigtThe drawings illustrate the invention using an exemplary embodiment, and shows

Fig. 1 eine Draufsicht von der Stirnebene her auf den erfindungsgemäßen Schneidkopf, Fig. 1 is a plan view of the end plane forth on the cutting head according to the invention,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Schneidkopf gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a longitudinal section through the cutting head according to Fig. 1,

Fig. 3 ein Anordnungsdiagramm der Meißelspitze, gesehen von der Stirnebene des Schneidkopfes aus, Fig. 3 is a layout diagram of the chisel point, seen from the end plane of the cutting head from

Fig. 4 ein Anordnungsdiagramm der Meißelspitzen einer Schraubenlinie bei einer Seitenansicht des Schneidkopfes und Fig. 4 is an arrangement diagram of the chisel tips of a helix in a side view of the cutting head and

Fig. 5a und b eine digrammförmige Abwicklung der die Meißelspitzen verbindenden Hüllflächen des Schneidkopfes.
FIGS. 5a and b a digrammförmige handling of the piece points connecting enveloping surface of the cutting head.

Gemäß der Fig. 1 und 2 weist der Längsschneidkopf 1 einen Grundkörper 2 auf, der eine massive, dicke Wandstärke besitzt und etwa Glockenform besitzt. auf der Außenseite 3 des Grundkörpers 2 sind Meißelhalter 4 aufgeschweißt, in denen drehbar Rundschaftmeißel 5 einliegen. An die Kopfseite 6 des Grundkörpers 2 ist eine Kopfplatte 8 mittels Schraubverbindungen 7 befestigt. Die Kopfplatte 8 weist drei etwa um 120° zueinander versetzte materialeinheitliche Meißelhalter 4 auf, in denen ebenfalls Rundschaftmeißel 5 gehaltert sind. In das Innere des glockenförmigen Grundkörpers 2 greift ein Tragkörper 9 derart ein, daß an der Innenseite 10 des Grundkörpers 2 Hochdruck-Wasserversorgungskanäle 11 ausgebildet werden. Die Kanäle schließen im rückwärtigen Übergang zwischen Grundkörper 2 und Tragkörper 9 mit einer Dichtung 12 ab. An der Rückseite 13 des Tragkörpers 9 ist mittels Schraubverbindungen14 eine Welle 15 einer nicht näher dargestellen Teilschnitt-Vortriebsmaschine befestigt, mit deren Hilfe der Kopf um seine Drehachse 16 gedreht werden kann und ferner entlang der Drehachse 16 teleskopierbar und quer dazu mittels eines Auslegers der Vortriebsmaschine verfahrbar ist. Koaxial zur Drehachse 16 verläuft eine Hochdruck-Wasserleitung 17, die einseitig mit den Hochdruck-Wasserversorgungskanälen 11 in Verbindung steht und anderseitig an eine Hochdruck-Wasserversorgung 18 der Welle 15 angeschlossen ist. Von den Hochdruck-Wasserversorgungskanälen 11 gehen Zuführbohrungen 19 aus, die zu Düsen 20 führen, die in Senkbohrungen an der Außenseite 3 des Grundkörpers 2 einliegen. Die Meißelspitzen 21 der Meißel 5 sind den Düsen 20 derart zugeordnet, daß der in Betrieb aus den Düsen 20 austretende Hochdruck-Wasserstrahl der entsprechenden Meißelspitze 21 vorauseilt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind den Meißeln 5 der Kopfplatte 8 keine Düsen 20 zugeordnet; dieses kann jedoch bei einem anderen Ausführungsbeispiel vorgesehen sein. Die Wasserzuleitung erfolgt von der nicht dargestellten Teilschnitt-Vortriebsmaschine aus über die Bohrung 18 der Welle 15.According to the Fig. 1 and 2 1, the longitudinal cutting head on a base body 2, which has a massive, thick wall thickness and has approximately bell shape. Chisel holders 4 are welded onto the outside 3 of the base body 2 , in which rotary shaft chisels 5 are rotatably inserted. A head plate 8 is fastened to the head side 6 of the base body 2 by means of screw connections 7 . The head plate 8 has three material-uniform bit holders 4 which are offset by approximately 120 ° to one another and in which round-shaft bits 5 are also held. A support body 9 engages in the interior of the bell-shaped base body 2 in such a way that 2 high-pressure water supply channels 11 are formed on the inside 10 of the base body. The channels close in the rear transition between base body 2 and support body 9 with a seal 12 . On the back 13 of the supporting body 9 , a shaft 15 of a partial section boring machine (not shown in more detail) is fastened by means of screw connections 14 , by means of which the head can be rotated about its axis of rotation 16 and also telescopic along the axis of rotation 16 and transversely thereto by means of a boom of the boring machine is movable. A high-pressure water line 17 runs coaxially with the axis of rotation 16 and is connected on one side to the high-pressure water supply channels 11 and is connected on the other side to a high-pressure water supply 18 of the shaft 15 . Feed bores 19 extend from the high-pressure water supply channels 11 and lead to nozzles 20 which lie in countersunk bores on the outside 3 of the base body 2 . The chisel tips 21 of the chisel 5 are assigned to the nozzles 20 in such a way that the high-pressure water jet emerging in operation from the nozzles 20 leads the corresponding chisel tip 21 . In the illustrated embodiment, the chisels 5 of the head plate 8 are not assigned any nozzles 20 ; however, this can be provided in another embodiment. The water supply is carried out from the partial section jacking machine, not shown, via the bore 18 of the shaft 15 .

Insbesondere aus der Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Meißelspitzen 21 von einer gedachten Hüllfläche 22 verbunden werden, die sich aus einer kreisförmigen Stirnebene 23, einem sich daran anschließenden äußeren Flächenabschnitt 24 eines Torus 25, einer darauffolgenden Mantelfläche 26 eines geraden Kreiszylinderstumpfes 27 und einer anschließenden Mantelfläche 28 eines geraden Kreiszylinders 29 zusammensetzt.In particular, from Fig. 2 it can be seen that the chisel tips 21 are connected by an imaginary envelope surface 22 , which consists of a circular end plane 23 , an adjoining outer surface portion 24 of a torus 25 , a subsequent outer surface 26 of a straight circular cylinder frustum 27 and one adjoining lateral surface 28 of a straight circular cylinder 29 .

Die besondere Anordnung der Meißelspitzen 21 geht besonders deutlich aus den Fig. 3 bis 5 hervor und soll nachstehend näher erläutert werden. Ausgehend von den drei Meißelspitzen 21 der auf der Kopfplatte 8 angeordneten Meißel 5 liegen - gemäß Fig. 3 - die weiteren Meißelspitzen 21 auf drei versetzt zueinander angeordneten schaubenförmigen Bahnen 29, 30 und 31 (Schraubenlinien). Die Meißelspitzen 21 jeder schraubenförmigen Bahn 29, 30 und 31 sind zur besseren Kennzeichnung unterschiedlich dargestellt; so sind die Meißelspitzen 21 der Schraubenlinie 29 mit Kreisen, die Meißelspitzen 21 der Schraubenlinie 30 mit Doppelkreisen und die Meißelspitzen 21 der Schraubenlinie 31 mit Dreifachkreisen gekennzeichnet.The special arrangement of the chisel tips 21 is particularly clear from FIGS. 3 to 5 and will be explained in more detail below. Starting from the three chisel tips 21 of the chisels 5 arranged on the head plate 8 , the further chisel tips 21 lie on three offset screw-shaped tracks 29, 30 and 31 (helical lines), as shown in FIG. 3. The chisel tips 21 of each helical track 29, 30 and 31 are shown differently for better identification; the chisel tips 21 of the screw line 29 are marked with circles, the chisel tips 21 of the screw line 30 with double circles and the chisel tips 21 of the screw line 31 with triple circles.

Die Schraubenlinie 29 ist im Diagramm der Fig. 4, das eine Seitenansicht des Schneidkopfes 1 darstellt, nochmals dargestellt, wobei die gestrichelte Darstellung der Schraubenlinie 29 andeutet, daß die auf dem gestrichelten Bereich liegenden Meißelköpfe 21 aus dem vorgegebenen Blickwinkel nicht sichtbar, also hinter dem Grundkörper 2 liegen. Der Übersichtlichkeit halber sind die Schraubenlinien 30 und 31 nicht in die Fig. 4 mitaufgenommen. Im Bereich der Stirnebene 23 geht die Schraubenlinie 21 in eine Spirallinie 32 über.The screw line 29 is shown again in the diagram of FIG. 4, which represents a side view of the cutting head 1 , the dashed line of the screw line 29 indicating that the chisel heads 21 lying on the dashed area are not visible from the given viewing angle, i.e. behind the Base body 2 lie. For the sake of clarity, the screw lines 30 and 31 are not included in FIG. 4. In the area of the end plane 23 , the helix 21 merges into a spiral line 32 .

Die Fig. 5a und 5b zeigen eine Abwinklung der Hüllfläche 22 des Schneidkopfes 1. Hierbei stellt die Fig. 5b die Weiterführung der Fig. 5a dar, indem die senkrechte Linie 32 der Fig. 5a an die senkrechte Linie 33 der Fig. 5b anzulegen ist. Auf der Abzisse der Fig. 5a, b ist ein voller Umlauf - entsprechend Fig. 3 - der Hüllfläche 22 dargestellt, wobei der Umlauf um die Drehachse 16 herum erfolgt. Dementsprechend ist die diagrammförmige Abwinklung in 10°-Abschnitte von 0-360° unterteilt. Auf der Ordinate des Diagramms der Fig. 5a und b sind Arbeitslinien 1′ bis 36′ dargestellt, deren Abstände entlang der Peripherie der Hüllfläche 22 gemäß Fig. 4 gleich groß sind. In der Darstellung der Fig. 3 bilden die Arbeitslinien 1′ bis 36′ um die Drehachse 16 herum konzentrische Kreise, wobei auf der der Drehachse 16 am nächsten liegenden Arbeitslinie 1′ die innerste Meißelspitze 21 der Schraubenlinie 31 angeordnet ist. Weiter nach außen liegend liegt dann die innerste Meißelspitze 21 der Schraubenlinie 29 auf der Arbeitslinie 2′, während die innerste Meißelspitze 21 der Schraubenlinie 30 auf der Arbeitslinie 3′ liegt. Aus den Diagrammen ist ersichtlich, daß auf jeder Arbeitslinie 1′ bis 36′ nur eine Meißelspitze 21 angeordnet ist. FIGS. 5a and 5b show an angled portion of the envelope surface 22 of the cutting head 1. Here, 5b 5a illustrates the Fig. The continuation of Fig. Constitute by the vertical line 32 is to create the Fig. 5a at the vertical line 33 of FIG. 5b. On the abscissa of FIGS . 5a, b, a full revolution - corresponding to FIG. 3 - of the envelope surface 22 is shown, the revolution taking place around the axis of rotation 16 . Accordingly, the diagrammatic bend is divided into 10 ° sections from 0-360 °. Working lines 1 ' to 36' are shown on the ordinate of the diagram in FIGS. 5a and b, the distances between which are the same along the periphery of the envelope surface 22 according to FIG . In the illustration of Fig. 3, the working lines 1 form 'to 36' about the rotation axis 16 concentric circles, wherein, on the axis of rotation 16 of the helix 31 is located closest to the working line 1 'the innermost chisel tip 21. Farther outward lies the innermost chisel tip 21 of the screw line 29 on the working line 2 ' , while the innermost chisel tip 21 of the screw line 30 lies on the working line 3' . From the diagrams it can be seen that only one chisel tip 21 is arranged on each working line 1 ' to 36' .

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß auf den von der die Meißelspitzen 21 verbindenden Hüllflächen 22 und beliebigen, in der Drehachse 16 des Kopfes 1 liegenden, einseitig von dieser ausgehenden Ebenen 34 gebildeten Schnittlinien 35 maximal zwei Meißelspitzen 21 liegen. Beispielhaft sind in der Fig. 3 zwei Ebenen 34 eingezeichnet und die Fig. 5a und b zeigen jeweils eine Schnittlinie 35. Die Schnittlinien 35 verlaufen parallel zur Ordinate der Diagramme der Fig. 5a und b.According to the invention it is now provided that a maximum of two chisel tips 21 lie on the enveloping surfaces 22 connecting the chisel tips 21 and any cutting lines 35 lying in the axis of rotation 16 of the head 1 and extending on one side from this plane 34 . As an example, two planes 34 are shown in FIG. 3 and FIGS. 5a and b each show a section line 35 . The intersection lines 35 run parallel to the ordinate of the diagrams of FIGS. 5a and b.

In den Fig. 5a und b trennt die strichpunktierte Linie 36 den Bereich der der Stirnebene 23 und des Flächenabschnittes 24 des Torusses 25 der Hüllfläche 22 von dem Bereich der Mantelfläche 26 des Kreiskegelstumpfes 27 und der Mantelfläche 28 des Kreiszylinders 29. Insofern gehen die Schraubenlinien 29, 30 und 31 des oberhalb der Linie 36 gelegenen Bereiches unterhalb der Linie 36 in Spirallinien 29, 30 und 31 über.In FIGS. 5a and b the dot-dash line 36 separates the area of the end plane 23 and the surface portion 24 of the Torusses 25 of the envelope 22 from the area of the outer surface 26 of the circular truncated cone 27 and the jacket face 28 of the circular cylinder 29. In this respect, the screw lines 29, 30 and 31 of the area located above the line 36 merge below the line 36 into spiral lines 29, 30 and 31 .

Betrachtet man entlang der schraubenförmigen Bahnen (Schrauben- bzw. Spirallinie 29, 30 und 31) aufeinanderfolgende Meißelspitzen 21, so erkennt man, daß sie unterschiedlichen Abstand voneinander besitzen. Ferner ist ersichtlich, daß im oberhalb der Linie 36 gelegenen Bereich der Fig. 5a und b die Meißelspitzen 21 benachbarter Schraubenlinien 29, 30 und 31 auf Teilstücken 37 von Längsschraubenlinien 38 liegen. Der Winkelabstand aufeinanderfolgender Längsschraubenlinien 38 ist mit den Buchstaben a bis h gekennzeichnet. Die Abstände weisen vorzugsweise ein Verhältnis von a : b : c : d : e : f : g : h : = 9 × 5° = 45° : 10 × 5° = 50° : 8 × 5° = 40° : 9 × 5° = 45° : 10 × 5° = 50° : 8 × 5° = 40° : 9 × 5° = 45° : 8 × 5° = 40° : auf.If one looks at successive chisel tips 21 along the helical tracks (screw or spiral line 29, 30 and 31 ), one can see that they are at different distances from one another. It can also be seen that in the region of FIGS. 5 a and b above the line 36 , the chisel tips 21 of adjacent screw lines 29, 30 and 31 lie on sections 37 of longitudinal screw lines 38 . The angular spacing of successive longitudinal helical lines 38 is identified by the letters a to h . The distances preferably have a ratio of a : b : c : d : e : f : g : h : = 9 × 5 ° = 45 °: 10 × 5 ° = 50 °: 8 × 5 ° = 40 °: 9 × 5 ° = 45 °: 10 × 5 ° = 50 °: 8 × 5 ° = 40 °: 9 × 5 ° = 45 °: 8 × 5 ° = 40 °: open.

Betrachtet man die Winkelabstände der Meißelspitzen 21 in der Abfolge entlang einer ersten Längsschraubenlinie 37 (ganz links in der Fig. 5a) und anschließenden Übergang auf eine angrenzende zweite Längsschraubenlinie 37 (zweite Längsschraubenlinie 37 in der Fig. 5a von links), dann entlang der zweiten Längsschraubenlinie 37 und anschließendem Übergang auf die an die zweite angrenzende dritte Längsschraubenlinie 37 (dritte Längsschraubenlinie 37 von links in der Fig. 5a) usw., so stellt man fest, daß diese unregelmäßig ausgebildet sind. Die Winkelabstände sind in den Fig. 5a und b mit der Bezeichnung 1″, 2″, 3″, 4″ usw. gekennzeichnet. Dabei besteht vorzugsweise folgendes Vehältnis:
1″ : 2″ : 3″ : 4″ : 5″ : 6″ : 7″ : 8″ : 9″ : 10″ : 11″ : 12″ : 13″ : 14″ : 15″ : 16″ : 17″ : 18″ : 19″ : 20″ : 21″ : 22″ : 23″ : 24″ = 3 × 5° = 15° : 3 × 5° = 15° : 2 × 5° = 10° : 3 × 5° = 15° : 3 × 5° = 15° : 3 × 5° = 15° : 3 × 5° = 15° : 3 × 5° = 15° : 4 × 5° = 20° : 3 × 5° = 15° : 3 × 5° = 15° : 2 × 5° = 10° : 3 × 5° = 15° : 3 × 5° = 15° : 3 × 5° = 15° : 3 × 5° = 15° : 3 × 5° = 15° : 4 × 5° = 20° : 3 × 5° = 15° : 3 × 5° = 15° : 2 × 5° = 10° : 3 × 5° = 15° : 3 × 5° = 15° : 4 × 5° = 20° :Consider the angular distances of the chisel tips 21 in the sequence along a first longitudinal helix 37 (far left in FIG. 5a) and then transition to an adjacent second longitudinal helix 37 (second longitudinal helix 37 in FIG. 5a from the left), then along the second Longitudinal screw line 37 and subsequent transition to the third third longitudinal screw line 37 adjoining the second (third longitudinal screw line 37 from the left in FIG. 5a), etc., it can be seen that these are irregularly formed. The angular distances are marked in FIGS. 5a and b with the designation 1 ″, 2 ″, 3 ″, 4 ″ etc. There is preferably the following:
1 ″ : 2 ″ : 3 ″ : 4 ″ : 5 ″ : 6 ″ : 7 ″ : 8 ″ : 9 ″ : 10 ″ : 11 ″ : 12 ″ : 13 ″ : 14 ″ : 15 ″ : 16 ″ : 17 ″ : 18 ″ : 19 ″ : 20 ″ : 21 ″ : 22 ″ : 23 ″ : 24 ″ = 3 × 5 ° = 15 °: 3 × 5 ° = 15 °: 2 × 5 ° = 10 °: 3 × 5 ° = 15 °: 3 × 5 ° = 15 °: 3 × 5 ° = 15 °: 3 × 5 ° = 15 °: 3 × 5 ° = 15 °: 4 × 5 ° = 20 °: 3 × 5 ° = 15 °: 3 × 5 ° = 15 °: 2 × 5 ° = 10 °: 3 × 5 ° = 15 °: 3 × 5 ° = 15 °: 3 × 5 ° = 15 °: 3 × 5 ° = 15 °: 3 × 5 ° = 15 °: 4 × 5 ° = 20 °: 3 × 5 ° = 15 °: 3 × 5 ° = 15 °: 2 × 5 ° = 10 °: 3 × 5 ° = 15 °: 3 × 5 ° = 15 °: 4 × 5 ° = 20 °:

Ferner ist aus den Diagrammen der Fig. 5a und b ersichtlich, daß auf den Schnittlinien 35 (von denen in der Fig. 5a bzw. b nur jeweils eine dargestellt ist) im Bereich oberhalb der Linie 36 nur jeweils eine Meißelspitze 21 liegt.Furthermore, it can be seen from the diagrams of FIGS. 5a and b that only one chisel tip 21 is located on the section lines 35 (only one of which is shown in FIGS. 5a and b) in the area above the line 36 .

Die zuvor genannten Arbeitslinien 1′ bis 36′ sind im Abstand derart gewählt, daß dem Schneidkopf 1 im Betrieb pro Arbeitslinie 1′ bis 36′ etwa ein gleiches Volumen/Schnittmaterial zugeordnet ist. Aus der Fig. 1 in Verbindung mit der Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Längsachsen der Meißel gegenüber der auf der zugehörigen Arbeitslinie 1′ bis 36′ errichtbaren Senkrechten geneigt verlaufen. Diese Meißelneigung übt beim Einfahren in das Abbaumaterial enen Drall auf die Meißel 5 aus, so daß sich diese um ihre Längsachsen drehen, wodurch eine gleichmäßige Abnutzung und Schärfung der Meißel 5 erfolgt.The above-mentioned working lines 1 ' to 36' are selected at a distance such that the cutting head 1 is assigned approximately the same volume / cutting material in operation per working line 1 ' to 36' . From Fig. 1 in connection with Fig. 3 it can be seen that the longitudinal axes of the chisel are inclined with respect to the perpendicular to the associated working line 1 ' to 36' erectable. This tendency to chisel exerts a twist on the chisel 5 when it is driven into the dismantling material, so that it rotates about its longitudinal axes, as a result of which the chisel 5 is evenly worn and sharpened.

Der erfindungsgemäße Schneidkopf kann relativ klein mit einem Durchmesser von etwa 500 mm und einer Abmessung von etwa 500 mm zwischen Kopfplatte 8 und Rückseite 13 ausgebildet werden und wird vorzugsweise mit einer Drehzahl N = 34 U/Min. betrieben.The cutting head according to the invention can be made relatively small with a diameter of approximately 500 mm and a dimension of approximately 500 mm between the head plate 8 and the rear side 13 and is preferably at a speed N = 34 rpm. operated.

Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.All mentioned in the description and shown in the drawing new features are essential to the invention, also in so far as they are in the claims are not expressly claimed.

Claims

1. Cutting head for tunneling machines, in particular for mining and / or tunnel construction, consisting of a base body on which the chisel tips of chisels carried in chisel holders are arranged in a helical path, characterized in that on which the chisel tips ( 21 ) connect Envelope surface ( 22 ) and any cutting lines ( 35 ) lying in the axis of rotation ( 16 ) of the head ( 1 ) and formed on one side from this planes ( 34 ) lie a maximum of two chisel tips ( 21 ).

2. Cutting head according to claim 1, characterized in that along the helical path ( 29, 30, 31 ) successive chisel tips ( 21 ) have a different distance from each other.

3. Cutting head according to one or more of the preceding claims, characterized in that the chisel tips ( 21 ) form a plurality of helical tracks ( 29, 30, 31 ).

4. Cutting head according to claim 3, characterized in that three tracks ( 29, 30, 31 ) offset by approximately 120 ° are provided.

5. Cutting head according to one or more of the preceding claims, characterized in that the envelope surface ( 22 ) from a circular end plane ( 23 ), an adjoining outer surface section ( 24 ) of a torus ( 25 ), a subsequent lateral surface ( 26 ) a straight circular truncated cone ( 27 ) and a subsequent surface area ( 28 ) of a straight circular cylinder ( 29 ).

6. Cutting head according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the area of the lateral surfaces ( 26, 28 ) of the circular truncated cone ( 27 ) and circular cylinder ( 29 ) the chisel tips ( 21 ) of adjacent tracks ( 29, 30, 31 ) on sections ( 37 ) of longitudinal helical lines ( 38 ).

7. Cutting head according to claim 6, characterized in that the angular distance ( a to h ) of successive longitudinal helical lines ( 38 ) is different in size.

8. Cutting head according to one or more of the preceding claims, characterized in that the angular distances of the chisel tips ( 21 ) in the sequence along a first longitudinal helix ( 38 ) and subsequent transition to an adjacent second longitudinal helix ( 38 ), then along the second longitudinal helix ( 38 ) and subsequent transition to an adjacent third longitudinal helix ( 38 ) etc. are irregular.

9. Cutting head according to one or more of the preceding claims, characterized in that on the cutting lines ( 35 ) in the region of the lateral surfaces ( 26, 28 ) of the circular truncated cone ( 27 ) and circular cylinder ( 29 ) there is at most one chisel tip ( 21 ).

10. Cutting head according to one or more of the preceding claims, characterized by perpendicular to the axis of rotation ( 16 ), on the envelope surface ( 22 ) lying, through chisel tips ( 21 ) extending working lines ( 1 ' to 36' ), which are chosen at a distance such that the cutting head ( 1 ) in operation per work line ( 1 ' to 36' ) is assigned approximately the same volume cutting material.

11. Cutting head according to one or more of the preceding claims, characterized in that a chisel tip ( 21 ) lies on each working line ( 1 ' to 36' ).

12. Cutting head according to one or more of the preceding claims, characterized in that the helical tracks ( 29, 30, 31 ) in the end plane ( 23 ) merge into spiral lines ( 29, 30, 31 ).

13. Cutting head according to one or more of the preceding claims, characterized in that the longitudinal axes of the chisel ( 5 ) with respect to the vertical on the associated working line ( 1 ' to 36' ) are inclined.

14. Cutting head according to one or more of the preceding claims, characterized in that round shank chisels are used which lie rotatably in the associated chisel holder ( 4 ).

15. Cutting head according to one or more of the preceding claims, characterized in that the chisel tips ( 21 ) are each assigned a high-pressure water spray.

16. Cutting head according to one or more of the preceding claims, characterized in that the base body ( 2 ) is solid (massive wall thickness).

17. Cutting head according to one or more of the preceding claims, characterized in that all chisels ( 21 ) are of the same design.

18. Cutting head according to one or more of the preceding claims, characterized in that the cutting head as a longitudinal cutting head is trained.