AT400350B

AT400350B - TOOL CARRIERS FOR THE REMOVAL TOOLS OF EXTRACTION OR DRILLING MACHINES

Info

Publication number: AT400350B
Application number: AT12189A
Authority: AT
Inventors: Volker Dipl Ing Hentschel
Original assignee: Voest Alpine Bergtechnik
Priority date: 1989-01-23
Filing date: 1989-01-23
Publication date: 1995-12-27
Also published as: DE59009990D1; EP0380469A2; EP0380469A3; EP0380469B1; ATA12189A

Description

AT 400 350 BAT 400 350 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeugträger für die Abbauwerkzeuge von Gewinnungs- oder Vortriebsmaschinen, insbesondere Vollschnittmaschinen, wie z.B. Schildvortriebsmaschinen. Für Tunnelvortriebsmaschinen, welche nach dem Vollschnittprinzip arbeiten, sind unterschiedliche Abbauwerkzeuge bekannt, die unterschiedlichen Geologien und Festigkeiten angepaßt sind. Beim Vortrieb von Strecken bzw. von Tunnels tritt häufig der Fall ein, daß die Geologie sprunghaft wechselt und für den Abbau unterschiedlicher Gesteinsarten sind in der Regel unterschiedliche Werkzeuge erforderlich. Der Umrüstaufwand für die Anpassung der Abbauwerkzeuge an das Gestein ist in vielen Fällen nicht vertretbar, so daß mit für die vorgegebenen Gesteinsarten ungünstigen Schneid- oder Brechwerkzeugen weitergearbeitet wird. Wenn nun Bohrköpfe oder Schneidräder gleichzeitig eine Mehrzahl von unterschiedlichen Werkzeugen aufweisen, ist der Verschleiß derjenigen Werkzeuge, die für eine bestimmte Geologie günstiger oder geeigneter wären, bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem sie tatsächlich benötigt würden, relativ hoch, da auch diese Werkzeuge dann ständig im Eingriff mit dem Gestein verbleiben müßten. Rollenmeißel, wie sie beispielsweise für derartige Schneidköpfe oder Schneidräder eingesetzt werden, sind ab einer bestimmten Härte bzw. Würfeldruckfestigkeit besonders wirksam. Umgekehrt sind diese Rollenmeißel einem relativ hohen Verschleiß in weicheren Gestein unterworfen, da in bindigen oder kleinkörnigen Zonen kein Abrollen der Rollen ermöglicht wird, so daß die Rollenmeißelringschneide einer lokalen Anrasion unterworfen ist. Diese lokale Zerstörung der Ringschneide verhindert dann später einen Abrollvorgang in Hartgesteinszonen, wodurch die Rollenmeißel wirkungslos geworden sind. Für die Anordnung von Werkzeugen auf scheibenförmigen Werkzeugträgern ist es in der US-PS 3 961 825 bereits vorgeschlagen worden, eine Mehrzahl von Meißeln an einem gemeinsamen, radial orientierten Werkzeughalter festzulegen, um auf diese Weise auf engem Raum eine große Anzahl von Werkzeugen unterzubringen.The invention relates to a tool carrier for the mining tools of mining or boring machines, in particular full-cut machines, such as Shield boring machines. For tunnel boring machines that work according to the full cutting principle, different mining tools are known, which are adapted to different geologies and strengths. When driving routes or tunnels, the geology frequently changes and different tools are usually required to mine different types of rock. The retrofitting effort for adapting the mining tools to the rock is not justifiable in many cases, so that work continues with cutting or breaking tools that are unfavorable for the given rock types. If drilling heads or cutting wheels have a plurality of different tools at the same time, the wear on those tools that would be more favorable or more suitable for a particular geology is relatively high up to the point in time at which they would actually be needed, since these tools will then also be used continuously should remain in engagement with the rock. Roller chisels, such as those used for such cutting heads or cutting wheels, are particularly effective from a certain hardness or cube compressive strength. Conversely, these roller chisels are subject to relatively high wear in softer rock, since in cohesive or small-grain zones the rollers cannot be unrolled, so that the roller chisel ring cutter is subject to local abrasion. This local destruction of the ring cutting edge later prevents a rolling process in hard rock zones, as a result of which the roller chisels have become ineffective. For the arrangement of tools on disk-shaped tool carriers, it has already been proposed in US Pat. No. 3,961,825 to fix a plurality of chisels on a common, radially oriented tool holder, in order to accommodate a large number of tools in a narrow space.

Weiters ist aus der EP-A3-0126047 eine Vortriebsmaschine bekanntgeworden, wobei an dem Bohrgerät Rollenmeißel mit unterschiedlicher Orientierung festgelegt sind. Die Rollenmeißel sind dabei um ihre Drehachse am Bohrkopf frei schwenkbar bzw. drehbar gelagert.Furthermore, a tunneling machine has become known from EP-A3-0126047, roller chisels with different orientations being fixed on the drilling device. The roller chisels are freely pivotable or rotatable about their axis of rotation on the drill head.

Die GB-PS 1 319 871 beschreibt eine Abbaumaschine, wobei an schwenkbaren Armen jeweils eine im wesentlichen kreisförmige Schneidscheibe festgelegt ist.GB-PS 1 319 871 describes a mining machine, wherein an essentially circular cutting disk is fixed to pivotable arms.

Der DE-OS 1 534 663 ist eine Schneidkopfanordnung für eine Tunnelbaumaschine zu entnehmen, . wobei an einem Schneidkopf eine Vielzahl von Schneiden zum Abbau der Ortsbrust vorgesehen ist.DE-OS 1 534 663 shows a cutting head arrangement for a tunneling machine. a plurality of cutting edges is provided on a cutting head for dismantling the working face.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, einen Werkzeugträger der eingangs genannten Art zu schaffen,· mit welchem es möglich ist, die Schneid- bzw. Bohrköpfe rasch und ohne Umrüstaufwand an unterschiedliche Gesteinsqualitäten anzupassen, und mit welchem es gegebenenfalls weiters möglich ist, schadhaft gewordene Werkzeuge in einfacher Weise zu wechseln und während des Wechsels derartiger schadhaft gewordener Werkzeuge einen weitgehend dichten Abschluß zur Ortsbrust aufrechtzuerhaiten. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß die Werkzeuge um wenigstens eine im Werkzeugträger, im wesentlichen parallel zur Abbaufront verlaufende Achse schwenkbar oder drehbar und in der jeweiligen Schwenklage feststellbar gelagert oder mit einem Drehantrieb verbunden sind. Dadurch, daß die Werkzeuge um wenigstens eine im Werkzeugträger im wesentlichen parallel zur Abbaufront verlaufende Achse schwenkbar oder drehbar und in der jeweiligen Schwenklage feststellbar gelagert oder mit einem Drehantrieb verbunden sind, lassen sich durch Verschwenken der Werkzeuge unterschiedliche Werkzeuge in Eingriff mit dem Gestein bringen. Gleichzeitig mit einer derartigen Verschwenkung kann je nach Ausbildung des schwenkbaren Halters, an welchem die einzelnen Werkzeuge festgelegt sind, auch in den jeweiligen Schwenklagen ein dichter Abschluß des Werkzeugträgers zur Ortsbrust aufrechterhalten werden und es kann insbesondere beispielsweise bei einem Verschwenken der Werkzeuge um die Schwenkachse um 180° der Ortsbrust eine glatte Außenfläche zugewandt werden, welche frei von Werkzeugen ist. In diesem Falle sind hinter der Bohrscheibe an der der Orstbrust abgewandten Seite die Werkzeuge frei zugänglich und können in einfacher Weise ausgewechselt werden. Bei einer derartigen Verschwenkung um die Schwenkachse können aber auch je nach Schwenkstellung unterschiedliche Werkzeuge vorgebracht werden.The invention now aims to provide a tool carrier of the type mentioned at the outset, with which it is possible to adapt the cutting or drilling heads to different rock qualities quickly and without any retrofitting effort, and with which it is also possible, if necessary, for damaged tools to change in a simple manner and to maintain a largely tight seal to the working face while changing such defective tools. To achieve this object, the invention consists essentially in the fact that the tools can be pivoted or rotated about at least one axis in the tool carrier, essentially parallel to the dismantling front and can be locked in the respective pivoting position or are connected to a rotary drive. Because the tools can be pivoted or rotated about at least one axis in the tool carrier, which is essentially parallel to the mining front, and can be fixed in the respective pivoting position or are connected to a rotary drive, different tools can be brought into engagement with the rock by pivoting the tools. Simultaneously with such a pivoting, depending on the design of the pivotable holder on which the individual tools are fixed, a tight seal of the tool carrier to the working face can also be maintained in the respective pivoting positions, and in particular, for example when the tools are pivoted about the pivot axis by 180 ° a smooth outer surface facing the working face, which is free of tools. In this case, the tools are freely accessible behind the drilling disc on the side facing away from the orbital breast and can be replaced in a simple manner. With such a pivoting about the pivot axis, however, different tools can also be put forward depending on the pivoting position.

Zusätzlich zur Möglichkeit, die einzelnen Werkzeughalter mit gegebenenfalls unterschiedlichen Werkzeugen schwenkbar im Werkzeugträger zu lagern und je nach Gegebenheiten unterschiedliche Werkzeuge mit dem abzubauenden Material in Eingriff zu bringen, ist die Ausbildung so getroffen, daß die Werkzeughalter der Werkzeuge zu einer Drehbewegung um ihre Schwenkachse antreibbar im Werkzeugträger gelagert sind, wobei neben der Rotationsbewegung des Werkzeugträgers durch den Antrieb der Werkzeughalter die Abbauieistung erhöht werden kann und eine Vielzahl von an den einzelnen Werkzeughaltern angeordneten Werkzeugen abwechselnd mit dem abzubauenden Material in Eingriff gebracht werden kann.In addition to the possibility of pivoting the individual tool holders with possibly different tools in the tool carrier and, depending on the circumstances, bringing different tools into engagement with the material to be dismantled, the design is such that the tool holders of the tools can be driven to rotate about their pivot axis in the Tool carriers are mounted, whereby in addition to the rotational movement of the tool carrier, the removal capacity can be increased by the drive of the tool holder and a multiplicity of tools arranged on the individual tool holders can alternately be brought into engagement with the material to be removed.

In besonders vorteilhafter Weise ist die Ausbildung hiebei so getroffen, daß die Schwenkachsen der Werkzeuge radial im insbesondere als Bohrkopf oder als Schneidrad ausgebildeten Werkzeugträger 2In a particularly advantageous manner, the design is such that the pivot axes of the tools are designed radially in the tool carrier 2, which is designed in particular as a drill head or as a cutting wheel

AT 400 350 B angeordnet sind. Bei radialer Orientierung der Schwenkachsen lassen sich in einfacher Weise exakte Winkelstellungen von Meißeln relativ zur Ortsbrust einstellen, so daß die Abbauleistung je nach Gesteinsqualität exakt angepaßt werden kann. Mit der Verschwenkung der Werkzeuge läßt sich somit auch der Anstellwinkel der Werkzeuge in vorgegebenen Grenzen verstellen, so daß auch hier der Verschleiß von Werkzeugen herabgesetzt werden kann.AT 400 350 B are arranged. With radial orientation of the swivel axes, exact angular positions of chisels relative to the working face can be set in a simple manner, so that the excavation capacity can be adjusted exactly depending on the quality of the rock. With the pivoting of the tools, the angle of attack of the tools can thus be adjusted within predetermined limits, so that the wear of tools can also be reduced here.

Im Falle der Ausbildung der Werkzeuge als Rollenmeißel ist die Ausbildung bevorzugt so getroffen, daß diese Rollenmeißel bei Verschwenkung um die Schwenkachse außer Eingriff mit der Ortsbrust bringbar sind. Auf der Rückseite derartiger Rollenmeißel kann der um die Schwenkachse schwenkbare Halter derartiger Rollenmeißel eine ebene Fläche aufweisen, welche die Durchbrechung, in welcher die Werkzeuge schwenkbar gelagert sind, weitgehend dichtend abschließt, wenn die Werkzeuge außer Eingriff verschwend werden. Das Verschwenken derartiger Rollenmeißel außer Eingriff mit dem Gestein führt zu einer erheblichen Schonung derartiger Meißel, die, wie eingangs erwähnt, nur bei hartem Gestein besonders wirksam sind und bei weichem Gestein rasch verschleißen würden. Die Abdichtung kann dabei, wie es einer bevorzugten Ausführungsform entspricht, so vorgenommen werden, daß zwischen den Werkzeughaltern und dem Werkzeugträger Dichtungselemente angeordnet sind.In the case of the design of the tools as roller chisels, the design is preferably such that these roller chisels can be disengaged from the face when pivoting about the pivot axis. On the back of such roller chisels, the holder of such roller chisels, which can be pivoted about the pivot axis, can have a flat surface which largely seals the opening in which the tools are pivotably mounted when the tools are wasted out of engagement. The pivoting of such roller chisels out of engagement with the rock leads to considerable protection of such chisels which, as mentioned at the beginning, are only particularly effective with hard rock and would wear out quickly with soft rock. The seal can, as in a preferred embodiment, be made such that sealing elements are arranged between the tool holders and the tool carrier.

Um eine rasche Anpassung an unterschiedliche Geologien zu gewährleisten und den Umrüstaufwand auf ein Minimum zu reduzieren, kann die Ausbildung mit Vorteil so getroffen sein, daß eine Mehrzahl von Meißeln in Werkzeughaltern auf zur Schwenkachse konzentrischen Kreisen angeordnet sind, wobei die Werkzeugspitzen innerhalb eines Hüllkreises liegen, welcher kleiner ist als der Hüllkreis der Ausnehmung im Werkzeugträger, in welchem die Werkzeughalter schwenkbar sind. Bei einer derartigen Ausbildung genügt ein einfaches Verschwenken um die Schwenkachse um jeweils neue Werkzeuge oder aber auch unterschiedliche Werkzeuge in Eingriff mit der Ortsbrust zu bringen. Mit Vorteil sind hiebei auf einem gemeinsamen Werkzeughalter in Umfangsrichtung maximal vier Werkzeuge bzw. Meißel angeordnet sind, wobei bei der Anordnung von vier Werkzeugen in Umfangsrichtung der Schwenkachse ein besonders großer Spielraum für den Anstellwinkel derartiger Werkzeuge relativ zur Ortsbrust verbleibt. Für besondere Einsatzgebiete kann es vorteilhaft sein, das abgebaute Material unmittelbar durch den Werkzeugträger hindurch abzutransportieren, und eine derartige Ausbildung kann in einfacher Weise so realisiert werden, daß an einem Werkzeughalter je zwei Werkzeuge über einen Zentriwinkel von weniger als 180' verteilt sind. Wenn lediglich zwei Werkzeuge über einen Zentriwinkel von weniger als 180' verteilt sind, lassen sich zum einen die jeweils der Ortsbrust abgewandten Meißel erforderlichenfalls rasch auswechseln und zum anderen läßt eine derartige Ausbildung mit nur zwei Werkzeugen, weiche über einen Zentriwinkel von weniger als 180' verteilt sind, die Möglichkeit offen, den schwenkbaren Werkzeughalter entsprechend abgesetzt oder ausgenommen auszubilden, um den Durchtritt von geschrämten oder gebrochenen Gestein durch den Werkzeugträger zu ermöglichen. Zu diesem Zweck ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, daß der den Werkzeugen gegenüberliegende Bereich des schwenkbaren Werkzeughalters relativ zur Schwenkachse auf kleineren Radius abgesetzt ausgebildet ist.In order to ensure rapid adaptation to different geologies and to reduce the conversion effort to a minimum, the design can advantageously be such that a plurality of chisels are arranged in tool holders in circles concentric to the swivel axis, the tool tips lying within an enveloping circle, which is smaller than the envelope circle of the recess in the tool carrier, in which the tool holder can be pivoted. With such a design, a simple pivoting about the pivot axis is sufficient to bring new tools or different tools into engagement with the working face. Advantageously, a maximum of four tools or chisels are arranged on a common tool holder in the circumferential direction, with the arrangement of four tools in the circumferential direction of the pivot axis leaving a particularly large scope for the angle of attack of such tools relative to the working face. For special areas of application, it can be advantageous to remove the mined material directly through the tool carrier, and such a design can be implemented in a simple manner in such a way that two tools are distributed on a tool holder over a central angle of less than 180 '. If only two tools are distributed over a central angle of less than 180 ', on the one hand the chisels facing away from the working face can be quickly replaced if necessary, and on the other hand such a design with only two tools can be distributed over a central angle of less than 180' are, the possibility open, the swiveling tool holder set accordingly or exceptionally to allow the passage of cut or broken rock through the tool carrier. For this purpose, the design is advantageously made such that the area of the pivotable tool holder opposite the tools is offset from the smaller axis relative to the pivot axis to a smaller radius.

Um die Verschwenkbarkeit derartiger Werkzeuge nicht zu beeinträchtigen ist selbstverständlich die Durchbrechung des Werkzeugträgers, in welchem der schwenkbare Werkzeughalter angeordnet ist, mit einer lichten Weite ausgebildet, welche zumindest der Hüllkurve der am Werkzeughalter angeordneten Werkzeuge konzentrisch zur Schwenkachse entspricht. Innerhalb dieser Hüllkurve können nun, wie es einer bevorzugten Ausbildung entspricht, die Werkzeuge in Umfangsrichtung der Hüllkurve einander entgegengesetzt orientiert sein, wodurch sich in einfacher Weise eine Ausbildung ergibt, bei welcher der Bohrkopf bzw. die Frässcheibe zum Werkzeugwechseln als mechanisches Schutzschild gegen die Ortsbrust für das Personal eingesetzt werden kann. Der zwischen den einander entgegengesetzt orientierten Meißeln verbleibende Bereich des Werkzeughalters kann bei einer derartigen Ausbildung die Öffnung bzw. Durchbrechung des Werkzeugträgers vollständig ausfüllen, so daß eine hohe mechanische Belastbarkeit und ein guter Schutz gegeben ist. Auch bei einer derartigen Ausbildung lassen sich Anstellwinkel und Schnittiefe in weiten Grenzen verändern, wobei durch die einander entgegengesetzte Orientierung der beiden Schneidwerkzeuge bzw. Meißel ein Anstellbereich von fast 180' für unterschiedliche Orientierung der Meißel relativ zur Ortsbrust zur Verfügung steht.In order not to impair the pivotability of such tools, the opening of the tool carrier in which the pivotable tool holder is arranged is of course designed with a clear width which corresponds at least to the envelope curve of the tools arranged on the tool holder concentrically with the pivot axis. Within this envelope, as is a preferred embodiment, the tools can be oriented opposite to each other in the circumferential direction of the envelope, which results in a simple design in which the drill head or the milling disk for changing tools as a mechanical protective shield against the working face for the staff can be deployed. The area of the tool holder remaining between the oppositely oriented chisels can completely fill the opening or opening of the tool holder in such a configuration, so that a high mechanical strength and good protection is provided. Even with such a configuration, the angle of attack and depth of cut can be changed within wide limits, with the opposing orientation of the two cutting tools or chisels providing an adjustment range of almost 180 'for different orientation of the chisel relative to the working face.

Besonders vorteilhaft ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Tatsache, daß an einem gemeinsamen Werkzeughalter innerhalb der Hüllkurve der Verschwenkung in Umfangsrichtung untereinander verschiedene Werkzeuge festgelegt sein können, wodurch, wie bereits mehrfach erwähnt, auch bei sprunghaft wechselnder Geologie der Werkzeugverschleiß auf ein Minimum begrenzt werden kann.In the context of the present invention, the fact that different tools can be fixed to one another within the envelope curve of the pivoting in the circumferential direction is particularly advantageous in the context of the present invention, whereby, as already mentioned several times, tool wear can be kept to a minimum even in the event of abruptly changing geology .

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausbildung des Werkzeugträgers so getroffen, daß in unterschiedlichem radialen Abstand von der Drehachse des Werkzeugträgers eine Mehrzahl von Werkzeughaltern mit Werkzeugen um eine gemeinsame Schwenkachse drehbar gelagert ist, wodurch eine große Fläche abgebaut werden kann und falls gewünscht in unterschiedlichem radialen Abstand von der 3According to a preferred embodiment, the design of the tool carrier is such that a plurality of tool holders with tools is rotatably mounted about a common pivot axis at different radial distances from the axis of rotation of the tool carrier, whereby a large area can be reduced and, if desired, at different radial distances from the 3rd

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Drehachse des Werkzeugträgers unterschiedliche Werkzeuge zum Einsatz gelangen können.Different tools can be used for the axis of rotation of the tool carrier.

Um den unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten aufgrund der in unterschiedlichem Abstand von der Drehachse des Werkzeugträgers angeordneten Werkzeugen Rechnung zu tragen oder um gezielte Schneid- oder Abfördereffekte zu ermöglichen, kann die Ausbildung mit Vorteil so getroffen sein, daß bei 5 Anordnung einer Mehrzahl von Werkzeughaltern mit Werkzeugen in unterschiedlichem radialen Abstand von der Drehachse des Werkzeugträgers die Werkzeughalter jeweils einen gesonderten Antrieb aufweisen.In order to take into account the different circumferential speeds due to the tools arranged at different distances from the axis of rotation of the tool carrier, or to enable targeted cutting or removal effects, the design can advantageously be such that when there are 5 arrangement of a plurality of tool holders with tools in different ways radial distance from the axis of rotation of the tool carrier, the tool holders each have a separate drive.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 in Draufsicht eine Teilansicht eines Bohrkopfes einer Vortriebsmaschine mit erfindungsgemäßen Werkzeugträgern, Fig. 2 analog zu Fig. 1 eine teilweise Draufsicht auf ein io Schneidrad einer Vortriebsmaschine mit erfindungsgemäßen Werkzeugträgern, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie lll-lll der Fig. 1 und 2, wobei der Rollenmeißel in Eingriff mit dem abzubauenden Gestein steht, Fig.4 eine Darstellung analog zu Fig.3, wobei der Rollenmeißel von der Ortsbrust abgewandt ist, Fig.5 und 6 eine abgewandelte Form eines erfindungsgemäßen Werkzeugträgers mit einem schneidenden Werkzeug, wobei in Fig.5 das Werkzeug mit der Ortsbrust in Eingriff steht und in Fig.6 das schneidende Werkzeug 75 wiederum außer Eingriff mit der Ortsbrust ist; und Fig.7 eine teilweise Draufsicht auf ein Schneidrad ähnlich zu Fig.2 mit einem zusätzlichen Antrieb der Werkzeughalter.The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. 1 shows a top view of a partial view of a drilling head of a boring machine with tool carriers according to the invention, FIG. 2 analogously to FIG. 1 shows a partial top view of a cutting wheel of a boring machine with tool carriers according to the invention, FIG. 3 shows a section along the line III-III 1 and 2, the roller chisel being in engagement with the rock to be mined, FIG. 4 is an illustration analogous to FIG. 3, the roller chisel facing away from the working face, FIGS. 5 and 6 show a modified form of a tool carrier according to the invention a cutting tool, in Figure 5 the tool is engaged with the working face and in Figure 6 the cutting tool 75 is again out of engagement with the working face; and FIG. 7 shows a partial top view of a cutting wheel similar to FIG. 2 with an additional drive for the tool holder.

In Fig.1 ist ein Bohrkopf 1 dargestellt, an welchem um im wesentlichen radial verlaufende Achsen, welche in Fig.1 schematisch mit 2 angedeutet sind, am als Bohrkopf 1 ausgebildeten Werkzeugträger Werkzeuge 3, welche von Rollenmeißeln gebildet sind, um die Achsen 2 schwenkbar gelagert und in ihrer 20 jeweiligen Schwenklage feststellbar sind, wie dies im folgenden näher erläutert werden wird.1 shows a drill head 1, on which tools 3, which are formed by roller chisels, can be pivoted about the axes 2 on the tool carrier designed as a drill head, around axes that run essentially radially, which are schematically indicated in FIG stored and in their respective swivel position can be determined, as will be explained in more detail below.

Bei dem in Fig.2 als Schneidrad ausgebildeten Werkzeugträger sind mit 4 Schneidradspeichen bezeichnet, wobei wiederum um im wesentlichen radial verlaufende Achsen 2 eine Vielzahl von Abbauwerkzeugen 3, wie beispielsweise Rollenmeißel, schwenkbar gelagert und ihrer jeweiligen Schwenklage feststellbar sind. Dabei sind in unterschiedlichem radialem Abstand vom Mittelpunkt 5 des Bohrkopfes 1 bzw. des 25 Schneidrades mit den Schneidradspeichen 4 mehrere Abbauwerkzeuge 3 vorgesehen.In the case of the tool carrier designed as a cutting wheel in FIG. 2, 4 cutting wheel spokes are used, wherein in turn a plurality of dismantling tools 3, such as roller chisels, can be pivoted about essentially radial axes 2 and their respective pivot position can be determined. In this case, several removal tools 3 are provided at different radial distances from the center point 5 of the drill head 1 or the 25 cutting wheel with the cutting wheel spokes 4.

In Fig.3 ist mit 6 als Werkzeugträger der Grundkörper des Bohrkopfes 1 bzw. der Schneidradspeiche 4 der Fig.1 bzw. 2 bezeichnet. Dieser Grundkörper 6 weist eine Ausnehmung 7 auf, in welchem ein Werkzeughalter 8, welcher einen Rollenmeißel 3 trägt, um die Achse 2 schwenkbar gelagert ist. Der Rollenmeißel 3 ist dabei um eine Achse 9 drehbar im Werkzeughalter 8 gelagert. Bei der in Fig.3 30 dargestellten Position des Rollenmeißels steht die Ringschneide 10 des Meißels mit der Ortsbrust 11 in Eingriff, wobei die auf die Ringschneide 10 wirkende Rollkraft mit 12 und die Andruckkraft mit 13 bezeichnet wird. Der Werkzeughalter 8 ist in der Ausnehmung 7 dichtend geführt, so daß kein geschrämtes Gestein in das Innere des Bohrkopfes bzw. des Schneidrades gelangen kann. Der Werkzeughalter 8 weist auf der dem Rollenmeißel 3 gegenüberliegenden Seite eine Abflachung 14 auf, welche derart bemessen ist, 35 daß bei einer Verdrehung des Werkzeughalters 8 um die Achse 2 um 180* sich ein mit der der Ortsbrust zugewandten Fläche 15 des Grundkörpers 6 bündiger Abschluß des Werkzeughalters 8 ergibt, wie dies in Fig.4 dargestellt ist. Bei der Darstellung gemäß Fig.4 weist der Rollenmeißel zum Inneren des Bohrkopfes bzw. des Schneidrades und kann somit in einfacher Weise nach Entfernung eines Deckels 16 ausgebaut und ausgetauscht werden, ohne daß ein Zugang zum Bohrkopf bzw. Schneidrad an der der Ortsbrust 40 zugewandten Seite nötig wäre. In der in Fig.4 dargestellten Position dichtet der Werkzeughalter 8 das Innere des Schneidrades bzw. Bohrkopfes über schematisch mit 22 angedeutete Dichtleisten gegenüber der Ortsbrust ab, so daß ein weitgehender Schutz gegeben ist.In FIG. 3, the base body of the drill head 1 or the cutting wheel spoke 4 of FIGS. 1 and 2 is designated 6 as the tool carrier. This base body 6 has a recess 7 in which a tool holder 8, which carries a roller chisel 3, is pivotally mounted about the axis 2. The roller chisel 3 is rotatably mounted in the tool holder 8 about an axis 9. In the position of the roller chisel shown in FIG. 30, the annular cutting edge 10 of the chisel engages with the face 11, the rolling force acting on the annular cutting edge 10 being denoted by 12 and the pressing force being denoted by 13. The tool holder 8 is sealingly guided in the recess 7, so that no cut rock can get into the interior of the drill head or the cutting wheel. The tool holder 8 has, on the side opposite the roller chisel 3, a flattening 14 which is dimensioned such that 35 when the tool holder 8 is rotated about the axis 2 by 180 * is flush with the face 15 of the base body 6 facing the working face of the tool holder 8 results, as shown in Fig.4. In the illustration according to FIG. 4, the roller chisel points towards the interior of the drill head or the cutting wheel and can thus be removed and replaced in a simple manner after removal of a cover 16, without having access to the drill head or cutting wheel on the side facing the face 40 would be necessary. In the position shown in FIG. 4, the tool holder 8 seals the inside of the cutting wheel or drilling head from the face of the working face by means of sealing strips schematically indicated by 22, so that extensive protection is provided.

An der Abflachung 14 kann, wie dies strichliert angedeutet ist, ein vom Rollenmeißel 3 verschiedenes Abbauwerkzeug 21, beispielsweise ein Kappenmeißel, angeordnet sein, so daß bei einem Verdrehen des 45 Werkzeughalters 8 entsprechend den Anforderungen unterschiedliche Werkzeuge 3 oder 21 mit der Ortsbrust 11 in Eingriff gelangen.On the flat 14, as indicated by dashed lines, a different cutting tool 21 from the roller chisel 3, for example a cap chisel, can be arranged, so that when the tool holder 8 is turned, different tools 3 or 21 engage the face 11 in accordance with the requirements reach.

Anstelle der Werkzeuge 21 an der Abflachung 14 können direkt am Werkzeugträger 6 gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Werkzeughaltern weitere schematisch angedeutete Werkzeuge 23 festgelegt sein, welche derart ausgebildet sind, daß sie nur bei einwärts geschwenkten Rollenmeißeln 3 mit der so Ortsbrust in Eingriff gelangen. Bei eingesetzten Rollenmeißeln 3 stehen dabei die Werkzeuge 23 aufgrund ihrer geringen Höhe in Abstand von der Ortsbrust.Instead of the tools 21 on the flattening 14, further schematically indicated tools 23 can be defined directly on the tool carrier 6, optionally with the interposition of tool holders, which are designed such that they come into engagement with the face so only when the roller chisels 3 are pivoted inwards. When roller chisels 3 are used, the tools 23 are at a distance from the working face due to their small height.

Die Ausnehmung 7 im Werkzeugträger 6, welche den Werkzeughalter 8 mit dem Abbauwerkzeug aufnimmt, ist dabei so geformt, daß der Rollenmeißel rotiert werden kann, d.h. die Ringschneide 10 liegt innerhalb eines Hüllkreises, welcher kleiner ist als der Hüllkreis der Ausnehmung 7 im Werkzeugträger 6, 55 wobei dieser Hüilkreis in Fig.3 und 4 mit 17 angedeutet ist. In der Ausführungsform gemäß Fig.3 und 4 ist dafür die Drehachse 9 des Rollenmeißels 3 im Werkzeughalter 8 gegenüber der Schwenkachse 2 im Werkzeugträger versetzt angeordnet. Durch die Anordnung des Rollenmeißelzentrums 9 in Arbeitsposition, d.h. in der in Fig.3 dargestellten Position, in welcher die Ringschneide 10 mit der Ortsbrust 11 in Eingriff 4The recess 7 in the tool carrier 6, which receives the tool holder 8 with the removal tool, is shaped so that the roller chisel can be rotated, i.e. the annular cutting edge 10 lies within an enveloping circle which is smaller than the enveloping circle of the recess 7 in the tool carrier 6, 55, this enveloping circle being indicated by 17 in FIGS. 3 and 4. In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, the axis of rotation 9 of the roller chisel 3 in the tool holder 8 is offset from the pivot axis 2 in the tool carrier. By arranging the roller chisel center 9 in the working position, i.e. in the position shown in FIG. 3, in which the annular cutting edge 10 engages with the working face 11

AT 400 350 B steht, auf der Wirkungslinie der Resultierenden der Andruck- und Rollkraft 12 und 13 wird eine Drehmomentbelastung für den Drehantrieb zum Verschwenken des Werkzeughalters 8 vermieden. Es können dabei mehrere Werkzeughalter 8, welche jeweils einen Rollenmeißel 3 tragen, miteinander gekuppelt ausgebildet sein und von einem gemeinsamen Drehantrieb um die Schwenkachse 2 verschwenkt werden, so daß sämtliche oder eine Gruppe von um eine radiale Schwenkachse 2 schwenkbar festgelegten Werkzeuge 3 gemeinsam verschwenkt werden können.AT 400 350 B stands, on the line of action of the resultant of the pressure and rolling force 12 and 13, a torque load for the rotary drive for pivoting the tool holder 8 is avoided. A plurality of tool holders 8, each of which carries a roller chisel 3, can be coupled to one another and pivoted about a pivot axis 2 by a common rotary drive, so that all or a group of tools 3 pivotably fixed about a radial pivot axis 2 can be pivoted together .

In Fig.5 ist der Werkzeugträger wieder mit 6 bezeichnet und weist wiederum eine Ausnehmung 7 zur Aufnahme eines Werkzeughalters 18 auf, welcher um die Schwenkachse 2 verschwenkbar ist. An diesem Werkzeughalter 18 sind zwei schneidende Werkzeuge 19 festgelegt, wobei eines dieser Werkzeuge mit der Ortsbrust 11 in Eingriff steht. Die Schnittrichtung bei der Darstellung gemäß Fig.5 wird dabei durch den Pfeil 20 angedeutet. Abweichend von der Ausführungsform gemäß den Fig.3 und 4 ist der Werkzeughalter gemäß Fig.5 derart ausgebildet, daß in der Ausnehmung 7 des Grundkörpers 6 ein Durchtrittsquerschnitt für geschrämtes bzw. gebrochenes Material verbleibt, wenn eines der schneidenden Werkzeuge 19 mit der Ortsbrust 11 in Eingriff steht, so daß durch den freien Querschnitt dieses Material zum Inneren des Bohrkopfes bzw. des Schneidrades ausgetragen werden kann. Es ist aus Fig.5 unmittelbar ersichtlich, daß bei einer Verschwenkung des Werkzeughalters 18 mit den Werkzeugen 19 um einen entsprechenden Winkel ein ähnliches Werkzeug auch bei einer Umkehr der Schneidrichtung eingesetzt werden kann. Weiters kann der Winkel, unter welchem das Werkzeug 19 mit der Ortsbrust in Eingriff steht, in weiten Grenzen den entsprechenden Erfordernissen angepaßt werden.In Figure 5, the tool carrier is again designated 6 and in turn has a recess 7 for receiving a tool holder 18 which is pivotable about the pivot axis 2. Two cutting tools 19 are fixed on this tool holder 18, one of these tools being in engagement with the working face 11. The cutting direction in the illustration according to FIG. 5 is indicated by the arrow 20. In a departure from the embodiment according to FIGS. 3 and 4, the tool holder according to FIG. 5 is designed in such a way that a passage cross section for cut or broken material remains in the recess 7 of the base body 6 when one of the cutting tools 19 with the working face 11 in Engagement is so that this material can be discharged to the inside of the drill head or the cutting wheel through the free cross section. It is immediately apparent from FIG. 5 that when the tool holder 18 is pivoted with the tools 19 by a corresponding angle, a similar tool can also be used when the cutting direction is reversed. Furthermore, the angle at which the tool 19 is engaged with the working face can be adapted to the corresponding requirements within wide limits.

Bei der Darstellung gemäß Fig.6 ist der Werkzeughalter gemäß Fig.5 in ruhender Position dargestellt, so daß keines der schneidenden Werkzeuge 19 mit der Ortsbrust 11 in Eingriff liegt. Die Werkzeuge 19 sind dabei in einem Winkel von kleiner al's 180° voneinander versetzt angeordnet, wobei dieser Winkel jedoch ausreichend groß bemessen ist, um bei der in Fig.6 dargestellten Stellung einen vollkommenen Abschluß der Ausnehmung 7 im Werkzeugträger zu ergeben und somit einen geschlossenen Schild zur Stützung der Ortsbrust bzw. zur Sicherung des Abbauraumes darstellt. Auch in diesem Falle sind wiederum die Werkzeuge im Schutz dieses Schildes leicht zugänglich, um sie zu überprüfen bzw. zu wechseln.In the illustration according to FIG. 6, the tool holder according to FIG. 5 is shown in the resting position, so that none of the cutting tools 19 is in engagement with the face 11. The tools 19 are arranged offset from each other at an angle of less than 180 °, this angle, however, being dimensioned sufficiently large to result in a complete closure of the recess 7 in the tool carrier in the position shown in FIG. 6 and thus a closed shield to support the working face or to secure the mining area. In this case, too, the tools in the protection of this plate are easily accessible for checking or changing.

Bei der in Fig.5 und 6 dargestellten Ausführungsform ist jeweils ein inaktives Werkzeug 19 für andere Drehrichtungen geschützt angeordnet und unterliegt somit keinem Verschleiß und erhöht nicht die Schneidwiderstände. Die Materialabflußöffnung, welche durch den verbleibenden Durchtrittsauerschnitt in der Ausnehmung 7 begrenzt wird, liegt in Schnittrichtung immer vor einem Schneidwerkzeug 19, so daß der Materialtransport direkt aus der Schneidebene hinter die Stützebene erfolgen kann. Die Größe der Materialflußöffnung kann dabei in gewissen Grenzen kontinuierlich bei paralleler Spaltweite verstellt werden und so zur Steuerung des Materialstromes verwendet werden. Hiedurch ist eine Stützdruckregelung in der Schneidebene denkbar, ohne daß der gesamte Abbauraum gefüllt sein muß.In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, an inactive tool 19 is arranged in a protected manner for other directions of rotation and is therefore not subject to wear and does not increase the cutting resistances. The material discharge opening, which is limited by the remaining through-cut in the recess 7, is always in front of a cutting tool 19 in the cutting direction, so that the material can be transported directly from the cutting plane behind the support plane. The size of the material flow opening can be continuously adjusted within certain limits with a parallel gap width and can thus be used to control the material flow. In this way, a support pressure control in the cutting plane is conceivable without the entire excavation space having to be filled.

Es kann, wie in Fig.3 und 4 angedeutet, die Anordnung von"verschiedenen Werkzeugen an einem gemeinsamen Werkzeughalter 8, vorgesehen sein, so daß durch Verschwenken des jeweiligen Werkzeugträgers unterschiedliche Werkzeuge, welche für einen Abbau unterschiedlicher geologischer Zusammensetzungen besonders günstig sind, jeweils in einfacher Weise ohne Umrüstung des gesamten Bohrkopfes bzw. des Schneidrades in Eingriff mit der Ortsbrust gebracht werden können.As indicated in FIGS. 3 and 4, the arrangement of different tools on a common tool holder 8 can be provided, so that different tools, which are particularly favorable for mining different geological compositions, are pivoted in each case by pivoting the respective tool holder can easily be brought into engagement with the working face without retrofitting the entire drill head or the cutting wheel.

In Fig.7 ist wiederum ein Bohrkopf 1 dargestellt, wobei in dem vom Bohrkopf 1 gebildeten Werkzeugträger 6 um eine Achse 2 drehbar Werkzeughalter 24 mit einer Mehrzahl von Werkzeugen 25 gelagert sind. Neben der Rotationsbewegung des Bohrkopfes 1 um die Achse 5 entsprechend dem Pfeil 26 ist ein Antrieb 27 für eine Bewegung der Werkzeughalter 24 entsprechend dem Pfeil 28 um die Achse 2 vorgesehen.7 again shows a drill head 1, with tool holders 24 with a plurality of tools 25 being mounted in the tool carrier 6 formed by the drill head 1 and being rotatable about an axis 2. In addition to the rotational movement of the drill head 1 about the axis 5 in accordance with the arrow 26, a drive 27 is provided for moving the tool holder 24 in accordance with the arrow 28 about the axis 2.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.7 sind dabei wiederum in unterschiedlichem radialen Abstand von der Achse 5 mehrere Werkzeuge gelagert, welche bei einer Drehbewegung des Bohrkopfes 1 längs konzentrischer Kreise mit dem abzubauenden Material in Eingriff stehen.In the embodiment according to FIG. 7, a number of tools are in turn mounted at different radial distances from the axis 5, which are in engagement with the material to be mined along concentric circles when the drilling head 1 rotates.

Um den aufgrund des unterschiedlichen Abstandes vom Drehzentrum 5 hervorgerufenen unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten der einzelnen Werkzeughalter Rechnung zu tragen, können anstelle eines gemeinsamen Antriebes für sämtliche, um eine gemeinsame Achse 2 drehbare Werkzeughalter 24 entweder zwischen den einzelnen Werkzeughaltern entsprechende Getriebestufen vorgesehen sein oder jedem Werkzeughalter ein gesonderter Antrieb zugeordnet sein, um ein gewünschtes Geschwindigkeitsprofil der einzelnen Werkzeughalter zu erhalten. Von der individuellen Beanspruchung eines Werkzeuges her betrachtet ist es optimal, wenn jeder Werkzeughalter 24 unabhängig verstellbar ist, wobei aus technischen Kompromißgründen die Zusammenfassung von einzelnen Werkzeughaltern zu Gruppen, welche mit jeweils gleicher Geschwindigkeit angetrieben werden, günstiger ist. 5In order to take into account the different peripheral speeds of the individual tool holders caused by the different distance from the center of rotation 5, instead of a common drive for all tool holders 24 rotatable about a common axis 2, corresponding gear stages can be provided between the individual tool holders or each tool holder can have a separate drive be assigned to obtain a desired speed profile of the individual tool holder. From the individual stress of a tool, it is optimal if each tool holder 24 can be adjusted independently. For technical reasons of compromise, it is cheaper to combine individual tool holders into groups that are driven at the same speed. 5

Claims

AT 400 350 B Claims 1. Tool carriers for the dismantling tools of extraction or tunneling machines, in particular full-cut machines, such as Shield boring machines, characterized in that the tools (3, 19, 21, 25) can be pivoted or rotated about at least one axis (2) in the tool carrier (6), which runs essentially parallel to the front face, and can be locked in the respective pivot position or connected to a rotary drive are.

2. Tool carrier according to claim 1, characterized in that the pivot axes (2) of the tools (3, 19, 21, 25) are arranged radially in particular as a drill head (1) or as a cutting wheel (4) designed tool carrier.

3. Tool carrier according to claim 1 or 2, characterized in that the tools of roller chisels (3) are formed, which can be brought out of engagement with the face when pivoting about the pivot axis (2).

4. Tool carrier according to claim 1 or 2, characterized in that a plurality of chisels (21) are arranged in tool holders (8) on circles concentric to the pivot axis (2), the tool tips lying within an enveloping circle (17) which is smaller than the enveloping circle of the recess (7) in the tool carrier (6), in which the tool holder (8) can be pivoted.

5. Tool holder according to claim 4, characterized in that a maximum of four tools or chisels (3, 19, 21, 25) are arranged on a common tool holder (8) in the circumferential direction.

6. Tool carrier according to one of claims 1 to 5, characterized in that two tools (19) are distributed over a central angle of less than 180 ° on a tool holder (18).

7. Tool carrier according to claim 6, characterized in that the tools (19) are oriented opposite to each other in the circumferential direction of the envelope.

8. Tool carrier according to one of claims 6 or 7, characterized in that the area of the pivotable tool holder (18) opposite the tools (19) is designed to be offset to a smaller radius relative to the pivot axis (2).

9. Tool carrier according to one of claims 1 to 8, characterized in that on a common tool holder (8) within the envelope (17) of the pivoting in the circumferential direction, different tools (3,21) are fixed to one another.

10. Tool holder according to one of claims 1 to 9, characterized in that at a different radial distance from the axis of rotation (5) of the tool holder (6) a plurality of tool holders (8,18,24) with tools (3,19,21, 25) is rotatably mounted about a common pivot axis (2).

11. Tool holder according to one of claims 1 to 10, characterized in that when arranging a plurality of tool holders (24) with tools (25) at different radial distances from the axis of rotation (5) of the tool holder (6), the tool holder (24) each have a separate drive (24).

12. Tool carrier according to one of claims 1 to 11, characterized in that between the tool holders (8,18,24) and the tool carrier (6) sealing elements (22) are arranged. Including 4 sheets of drawings 6