DE6949071U

DE6949071U - Streckenvortriebsmaschine zum herstellen von tunnels, stollen od. dgl.

Info

Publication number: DE6949071U
Application number: DE19696949071
Authority: DE
Original assignee: Greenside Machine Co Ltd
Current assignee: Greenside Machine Co Ltd
Priority date: 1969-01-04
Filing date: 1969-12-19
Publication date: 1971-11-04
Also published as: GB1297141A; CH496141A; AT312035B; BE744005A; JPS5334423B1; DE1963690A1; FR2024754A1

Description

1ο 588 Gm

G 69 49 Ο71.1

GEEENSIDE MACHI]IE COMPAUT LUHIiEED, Ayeliffe Industrial Estate, Darlington, County Durham (England)

Streckenvortriebsmaschine zum Herstellen von Tunnels,

Stollen od. dgl.

Die Erfindung betrifft eine Streckenvortriebsmaschine zum Herstellen von Tunnels, Stollen od. dgl., die einen rotierenden Schneidkopf aufweist, der in die Vortriebsfront verschiebbar und um eine zur Drehachse des Schneidkopfes parallele Achse bewegbar ist.

Es ist bekannt, beim Auffahren von Tunnels, Stollen od. dgl. einen einzigen drehbaren Schneidkopf zu verwenden. Um hiermit eine Strecke mit kreisförmigem Querschnitt herzustellen, muß der Schneidkopf eine Anzahl von Bewegungsvorgängen ausführen. Dadurch ergibt sich der Nachteil, daß die Auffahrleistung verhältnismäßig gering ist.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, diesen Nachteil zu beseitigen und eine Streckenvortriebsmaschine zu schaffen, mit der die Vortriebsgeschwindigkeit gesteigert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man an einen drehbar gelagerten Arm zwei einzelne Schneidköpfe anbring die jeweils an einer der beiden beidseits der Welle liegenden Hälften des Armes verschiebbar und drehbar gelagert sind, so da die beiden Schneidköpfe bis zur gewünschten Eindringtiefe

in die Vortriebsfront vorgeschoben und dann um eine zu den Drehachsen der Schneidköpfe parallele und zwischen den Drehachsen befindliche Schwenkachse unter gleichzeitiger Hereingewinnung des Minerals bewegt werden können, wonach man die Schneidköpfe in radialer Richtung verstellt und erneut um die Welle verschwenkt.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung liegen die Drehachsen der einzelnen Schneidköpfe auf einer die Schwenkachse des Armes schneidenden Geraden und sind bei jeder Schwenkbewegung um im wesentlichen 18o° um die Schwenkachse bewegbar.

Diese Streckenvortriebsmaschine arbeitet so, daß die Schneidköpfe nach jedem Mineralgewinnungsvorgang, bei dem sie um die Schwenkachse bewegt werden, um im wesentlichen ISo⁰ in Ihre Ausgangsstellung zurückgeschwenkt werden, bevor nach radialer Verstellung der Schneidköpfe ein neuer Arbeitsvorgang eingeleitet wird.

Bei einem bevorzugten Beispiel zur praktischen Anwendung der Streckenvortriebsmaschine wird der Rahmen dex Maschise so «iagerichtet, daß die Drehachse des an der drehbaren Welle befestigten Arms mit der Tunnellängsaehse zusammenfällt. Der Arm wird dadurch vorgeschoben, daß ein am Rahmen angeordneter hydraulischer Zylinder ausgefahren wird. Dadurch gelangen die Schneidköpfe, unabhängig davon, welche Stellung jeder Schneidkopf auf seiner Hälfte des Arms einnimmt, und unabhängig davon, in welcher Winkelstellung sich der Arm zur Maschine befindet, in Berührung mit der Vortriebsfront. Bei weiterer Yorwsrtshewegung des Arms dringen die Schneidkopfe in axialer Richtung in das Gestein ein.

Jeder Schneidkopf kann innerhalb des durch die iänge der ürn führenden Armhälfte gegebenen Bewegungsbereiches 3ede "beliebige

Stellung einnehmen. Wenn die Schneidköpfe sich in beliebiger Stellung auf ihren Armhälften befinden und der Arm durch Drehen der Welle geschwenkt wird, bewegen sich die Achsen der Schneidköpfe auf bogenförmigen Bahnen. Dementsprechend lösen die Schneidköpfe bogenförmige Streifes, von Gestein aus der Vortriebsfront. Die Breite des betreffenden Streifens in radialer Richtung entspricht dem Schneidkopf-Durchmesser. Stehen beispielsweise die Schneidköpfe in der am weitesten außen befindlichen Stellung, ergibt die äußere Begrenzung des dann hereingewonnenen bogenförmigen Streifens von Gestein den Querschnitt des aufzufahrenden Tunnels, während zur Tunnelachse hin Gestein stehen bleibt, welches dann hereingewonnen wird, wenn die Schneidköpfe entsprechend näher an die Drehachse des Arms heranbewegt worden sind und der Arm erneut geschwenkt wird» Je nach der Größe der Durchmesser der Sdmeidkopie Ib Verhältnis zum Durchmesser des aufzufahrenden Tunnels können die Schneidköpfe auf dem Arm so oft, als dies erforderlich ist, verstellt werden, um auf diese Weise das Gestein innerhalb des gesamten Tunnelquerschnittes mit Hilfe aufeinanderfolgender Schwenkbewegungen des Arms zu lösen.

Der vorstehend erläuterte Vorgang kann auch umgekehrt werden. So können die Schneidköpfe zunächst in der Mitte des Tunnelquersehnitts angesetzt und dann dazu benutzt werden, das weiter außen zum Tunnelumfang hin befindliche Gestein zu lösen» Ss ist auch möglich, bei stillstehendem Arm einen radial verlaufenden Schnitt herzustellen. Schließlich, kann das Gestein mit Hilfe jeder beliebigen Kombination von bogenförmigen 12nd radialen Schnitten her eingewonnen werden.

Zweckmäßig ist der gesamte Arm oder sind seine beiden Hälften als in. radialer Sichtung verlaufende Gleiliftürrungen ausgebildet. Jeder der Schneidkopfe kann auf einem Sehliirfcen "befestigt sein, der in der Gleitführung beweglich ist.

Zum Drehen der Schneidköpfe, der den Arm tragenden Welle und zum Vorschieben des Rahmens werden vorzugsweise hydraulische Antriebe wie Zylinder und Motore verwendet.

So ist es beispielsweise möglich, jeden Schneidkopf mit einem hydraulischen Motor anzutreiben, der am Schlitten befestigt ist und zwischen dem und dem eigentlichen Schneidkopf sich ein Getriebe befindet. Die den Arm tragende Welle kann mit Hilfe einer Gelenkhebelanordnung um 18o° drehbar sein oder es ist möglich, sie um 36o° dadurch drehbar zu machen, daß an der Welle ein Zahnkranz angeordnet ist, mit dem ein Antriebsritzel in Eingriff steht.

Vorzugsweise ist die Maschine mit Einrichtungen zur Einstellung der Drehachse des Arms mit Bezug auf die Waagerechte ausgestattet, so daß die Vortriebsrichtung der Höhe nach beeinflußt werden kann. Der Maschinenrahmen kann in Querrichtung schwenkbar an einem Unterbau angeordnet und mit Einrichtungen zum Verstellen der Drehachse des Arms in seitlicher Richtung ausgestattet sein, um auf diese Weise die Richtung des Vortriebs zu steuern.

Zum Vorrücken und Steuern der Maschine kann ein Unterbau verwendet werden, der aus einem unteren, auf der Tunnelsohle aufliegenden Teil und einem oberen, nach Art eines Drehtisches aus gebildeten Teil besteht. Der untere Teil des Unterbaus ist mit Ei ^richtungen zum Vorschieben und Zurückziehen der gesamten Maschine, zum Beispiel hydraulischen Zylindern, Hebeeinrich-. tungen und Gleitplatten, ausgestattet.

Zum Ausrichten und !festlegen der Maschine in dem aufgefahrenen Tunnelteil kann der Rahmen oder der Oberteil des Unterhaus mit einem aus gelenkig miteinander verbundenen Elementen bestehenden Schutzdach verbunden sein, das gegen das Tunneldaeh gedrückt wird. Die einzelnen Elemente können aus gekrümmten

Platten "bestehen, die sich, zu einem die Maschine im wesentlichen sichernden Schutzdach ergänzen. Wenn die Maschine vorgerückt werden soll, wird zunächst das Schutzdach gelöst und nach dem Vorrücken wieder gegen das Tunneldach verspannt.

Zweckmäßig ist die Maschine mit einem Förderer versehen, der das von den Schneidköpfen gelöste Gestein im wesentlichen kontinuierlich zur Rückseite der Maschine transportiert. Damit der Förderer einerseits das Gestein dicht an der Yortriebsfront aufnehmen kann und andererseits die Arbeit des Schneidkopfes im Bereich der Tunnelsohle nicht "behindert, ist der Förderer vorzugsweise so ausgebildet, daß er gegenüber der Maschine vorgezogen und zurückgeschoben werden kann.. Der Förderer kann beispielsweise an dem Unterteil des Unterbaus angeordnet sein und unter der Maschine zwischen den diese le"fez-"feere tragenden Gleitplatten hindurchgehen. Der Förderer ist zweckmäßig mit einer Kratzerkette ausgestattet und an seinem hinteren Ende nach oben geführt, so daß das Gestein auf einen Hauptförderer übergeben werden kann, der in den bereits aufgefahrenen Tunnelteil liegt.

Um das gelöste Gestein in der ganzen Tunnelbreite nit Hilfe eines in der Mitte vorgesehenen Förderers aufnehmen zu können, ist es zweckmäßig, gekrümmte seitliche₃ das Gestein zum Förderer leitende Platten vorzusehen odex Kratzerkeifcten oder an-Itebbare Bodenbleche zusätzlich beiderseits des vorderen leiis des Förderers anzubringen. TJm die Yorwärtsbewegaing des Förderers zu erleichtern und vm die Selbstbeladimg mit dem vor dem !Förderer axtf der Tunnelsohle liegenden Gestein beim Torscnie— ten des Förderers zu ermöglichen;, kann am vorderen Ende des Förderers eine xampenfönnige Platte befestigt sein. In gleicher Weise können auch die gekrümmten seitlichen ieitplatren, HiXfs— !förderer oder hochsehwenkbaxen Bodenplatten isi-fc rampenföxmigen. !Platten versehen sein·

In der Zeichnung ist ein Ausführungsheispiel einer erfindungsgemäSen Streckenvortriebsmaschine schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Pig. 1 eine Seitenansicht der Streckenvortriebsmaschine ,

Pig. 2 eine Ansicht der Maschine in Sichtung des Pfeils A in Pig. 1 und

5- 3A

bis 3& Ausführungsbeispiele für den Ablauf der Arbeitsvorgänge der erfindungsgemäßen Streckenvortriebsmaschine.

Die in der Zeichnung dargestellte Streckenvortriebsmaschine besitzt einen Rahmen 2, auf dem eine Antriebsvorrichtung 3 angeordnet ist, die von einem Bedienungsstand 4 aus gesteuert wird. Der Rahmen 2 ruht auf im Abstand nebeneinander angeordneten, in Längsrichtung verlaufenden parallelen Stützen 5, die auf einer Plattform 6 aufliegen. Die Plattform 6 ihrerseits liegt auf der Tunnelsohle 7 auf. Die Seitenwände des Tunnels sind mit 8, das Tunneldaeh mit 9 und die Vortriebsfront mit 1o bezeichnet.

Im Rahmen 2 ist eine nath vorne gerichtete Welle 11 gelagert, die an ihrem vorderen Ende einen Arm 12 trägt. Der Arm besteht aus zwei, nach einander entgegengesetzten Seiten gerichteten Hälften A und B und ist mit einer Gleitführung 13 ausgestattet, auf der zwei Schlitten 14 bewegbar geführt sind. An jedem Schlitten ist ein hydraulischer Motor mit Getriebe 15 angeordnet. Die betreffenden Vorrichtungen dienen zum Antrieb von Schneidköpfen 16 A und 16 B, die sich um die Achsen Y drehen. Die Schneidköpfe sind mit (nicht gezeigten) Picken besetzt. Die Schlitten 14 werden in ihrer Gleitführung mit Hilfe von hydraulischen Zylindern 17 A und 17 B verschoben« - 7 -

Die Welle 11 ist mit Hilfe zweier !hydraulischer Zylinder 18 um 18o° um die Achse X schwenkbar. Die Zylinder 18 sind gelenkig mit Hebeln 19 verbunden, die über weitere Gelenkhebel auf die Welle einwirken.

Die Welle 11 und damit die Schneidköpfe 16 A und 16 B sind mit Hilfe eines hydraulischen Zylinders 2o, der in einem lagerbock 21 am Rahmen gelagert ist, in Längsrichtung verschiebbar.

Die Maschine bewegt sich selbsttätig vor. Hierzu wird sie vom Unterbau abgehoben und dieser vorgeschoben, worauf die Maschnine, auf den Unterbau abgelassen, auf diesem gleitend naciigeführt wird.

Damit die Maschine seitlich, z. B. beim Durchfahren von Kurven, aus ihrer Richtung gelenkt werden kann, ist der Rahmen 2 auf den Längsträgern 5 auf einem Drehtisch befestigt. Die Drehverstellung erfolgt durch hydraulische Zylinder 22, von denen jeweils einer auf jeder Seite des Rahmens vorgesehen ist.

Um die Richtung der Maschine in der senkrechten Eibene beeinflussen zu können, ist der Rahmen 2 um eine waagerechte Querachse 23 schwenkbar.

Zwei weitere hydraulische Zylinder 24 sind senkrecht auf dem Rahmen 2 befestigt und drücken einen Ausbau 25 gegen das Tunneldach 9· Die Festlegung der Maschine nach den Seiten Mn erfolgt mit Hilfe der seitlichen Zylinder 26, die sich mit ihren außenliegenden Enden gegen' die Tunnelwand 8 abstützen.

Um das von den Schneidköpfen 16 A und 16 B gelöste Gestein abzutransportieren, ist ein vorschiebbarer und zurückziehbarer Förderer 27 vorgesehen, dessen vorn liegendes Ende mit 28 bezeichnet ist und dessen hinteres Ende 29 hochgezogen ist. Der

"Förderer 27 liegt in der Mitte zwischen den längs trägern der Plattform 6 und wird in Längsrichtung durch Zylinder 3o bewegt, die im wesentlichen waagerecht beiderseits des Förderers angeordnet sind. An jeder Seite des Förderers sind am vorderen Ende der Plattform 6 schwenkbare Beladebleche 31 befestigt,! die das gelöste Gestein auf den Förderer 27 leiten. I

Wie die Figuren 3 A bis 3 G zeigen, beginnt ein Arbeitsvorgang bei waagerecht stehendem Arm 12, d. h. bei einer Stellung des Arms, in der dieser gegenüber den Figuren 1 und 2 um 9o° geschwenkt ist. Die Zylinder 17 A und 17 B sind eingezogen, so daß die Schneidköpfe 16 A und 16 B sich in ihrer am weitesten innen befindlichen Stellung, jeweils auf der betreffenden Hälft A und B des Arms 12, befinden.

Während die Schneidköpfe 16 A und 16 B in dieser Stellung sich drehend angetrieben werden, wird der Zylinder 2o ausgefahren, wodurch die Schneidköpfe 16 A und 16 B nach vorn bewegt werden* Hierbei dringen sie in die Vortriebsfront 1o gemäß Fig. 3 A ein.

Fig. 3 B zeigt die Schneidköpfe 16 A und 16 B, nachdem die Well 11 um 18o° gedreht worden ist und sich dabei die Achsen Y der Schneidköpfe entsprechend um 18o° gegen den Uhrzeigersinn um die Achse X gedreht haben. Diese Drehung wird durch Ausfahren der Zylinder 18 herbeigeführt.

Fig. 3 C zeigt die Schneidköpfe, nachdem sie um 18o° in ihre Ausgangsstellung zurückgeschwenkt worden sind. Bei diesem" " ~ Zurückschwenken, das durch Zurückziehen der Zylinder 18 erfolgt, wird kein Gestein gelöst.

Sodann werden die Zylinder 17 A und 17 B ausgefahren, so daß die Schneidköpfe 1 6 A und 16 B auf den Armhälften 1 2 A und 12 B in die in Fig. 3 D dargestellt Lage gelangen.

* J Λ * 3.

3 3D zeigt

Selmeidk-öpfe 16 A und 16 B, nachdem di«

Welle 11 erneut um I8o° gegen den Uhrzeigersinn durch Betätigung der Zylinder IS gedreht worden ist.

Pig. 3 3? zeigt die Sc&neidköpfe 16 A und 16 B, nachdem sie durch entsprechende Betätigung der Zylinder 17 A und 17 B in ihre innere JEndstellung "bewegt worden sind.

Pig. 3 G- schließlich zeigt die Schneidköpfe 16 A und 16 B, nachdem die Welle 11 durch Zurückziehen der Zylinder 18 um 18o° zurückgedreht worden ist. Die Schneidköpfe befinden sien dann wieder in der in JPig. 3 A dargestellten lage·

Me Maschine ist nunmehr zum Itarchfuhren «ines neuen Schnittes "bereit, der, sofern der Zylinder 2o noch ülser einen ausreichenden Hub verfügt, ohne Vorrücken der Maschine durchgeführt werden kann. Reicht der noch verfügbare Hub des Zylinders 2o hierfür nicht aus, werden die Zylinder 24 und 26 gelöst und es wird die Vorrichtung zum Vorwärtsbewegen der Plattform 6 betätigt.

Der Arbeitsablauf, wie er anhand der !Figuren 3 A big 3 ■& beschrieben worden ist, ist für Tunnels mit einem Durchmesser von etwa 4,2 m bei Verwendung von Schneidköpfen mit einem Durchmesser von etwa 1,2 m geeignet.

Für Tunnels mit einem Durchmesser von weniger als 3,6 m und bei Verwendung von Schneidköpfen von 1,2m Durchmesser, werden ^l'e^Ar'b'eTtsstufen' aus den Figuren 3 B und 3 C weggelassen. Ein in Mg. 3 i¹ bei χ angegebener Bereich, in welchem das Gestein stehen bleibt, wenn die Schneidköpfe von der Stellung nach Fig. 3 A in die Stellung nach Pig. 3 D bewegt werden, wird dann gewonnen, wenn die Schneidköpfe von der Stellung nach Fig. 3 F in die Stellung nach S¹Ig. 3 G gehen.

Schutzansprüche:

Claims

Schutzansprüche:

1. Streckenvortriebsmaschine zum Herstellen von Tunnels, Stollen od. dgl., die einen in einem Rahmen auf einer nach vorne gerichteten Welle gelagerten drehbaren Schneidkopf aufweist, der in die Yortriebsfront verschiebbar und um eine zur Drehachse des 'Schneidkopfes parallele Achse bewegbar ist, dadurch. gekennzeichnet , daß der Schneidkopf an einem Arm (12) zwei einzelne Schneidköpfe (16 A, 16B) aufweist, die jeweils an einer der "beiden beidseits der Welle (11) liegenden Hälften (12 A, 12 B) des Armes verschiebbar und drehbar gelagert sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadureh gekennzeichnet, daß die Drehachsen (Y) der einzelnen Schneidköpfe (16 A, 16B) auf einer die Schwenkachse (X) des Armes (12) schneidenden Geraden liegen und "bei jeder Schwenkbewegung um im wesentlichen 18o um die Schwenkachse (X) bewegbar sind.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (11) mit einem aus einem hydraulischen Zylinder (18) bestehenden Drehantrieb verbunden ist, der sie jeweils um 18o° hin- und zurückdreht.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (11) längsverschieblich im Rahmen (2) gelagert und mit einem aus einem hydraulischen Zylinder (2o) bestehenden Antrieb verbunden ist.