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Tunnelbohrmaschine.
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Bohren von Tunnels in festem Gestein. Die Maschine gehört zu derjenigen Art von Tunnelbohrmaschinen, bei welcher ein schwingender oder rotierender Kopf eine Anzahl Gesteinbohrer oder Hämmer trägt, die beim Andrücken gegen die Gesteinswand selbsttätig in Betrieb gesetzt werden, wenn der Widerstand eine gewisse Höhe aufweist, und wieder angehalten werden, wenn der Widerstand aufhört oder unter ein gewisses Mass sinkt.
Während bisher sämtliche Bohrer gemeinsam in Betrieb gesetzt und abgestellt wurden, mit dem- Nachteile, dass bei ungleichmässigem Gestein ein Teil der Bohrer ganz oder teilweise leer lief, sind der Erfindung gemäss die selbsttätig wirkenden Bohrer am Kopfe der Bohrmaschine voneinander unabhängig wirksam, dadurch werden beim Anpressen des Bohrmaschinenkopfes an die Gesteinswand bloss jene Bohrer in Tätigkeit gesetzt, welche einen entsprechenden Widerstand finden, während die übrigen stillstehen und erst dann arbeiten. wenn auch an den ihnen gegenüberliegenden Teilen des Gesteines sich Widerstand findet. Auf diese Weise arbeitet die Bohrmaschine bei Schonung der Bohrwerkzeuge wesentlich günstiger.
Fig. l zeigt eine Ausführungsform einer solchen Maschine in Seitenansicht, Fig. ist eine Draufsicht., Fil/ :. 3 stellt einen Bohrkopf besonders zweckmässiger Bauart dar, Fig. 4 ist die Maschine in Hinteransicht, wobei jedoch einige Teile weggelassen sind, fig. 5 ist ein Längs- schnitt durch eine zweckentsprechende Ausführungsform eines selbsttätig wirkenden Bohrers. der in Verbindung mit dem erwähnten Bohrkopf benutzt werden kann. Fig. 6 ist ein Schnitt
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einem unteren Teil 2 und 3. Der untere Rahmenteil 3 hat ein Lager 4, in welchem die Welle 1 rotieren kann und welches oben von dem Rahmenteil 2 gedeckt wird.
Auf der Hinterseite des zweiteiligen Rahmens, teilweise von diesem getragen, ist ein röhrenförmiger Körper 5 angebracht, der ein Lager für die Welle 1 bildet. In dem Zwischenraume zwischen dem Körper 5 und dem
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das hintere Ende 24 mit dem einen Ende eines Gelenkes 2J verbunden ist, welches eine Mutter für eine horizontale Schraubenwelle 26 bildet, die in Lappen 27 auf den Konsolen 10 drehbar
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weise des Steuerrades soll unten erläutert werden,
Auf dem vorderen Ende der Welle 1 ist susserhalb des Vorderteiles des Tragrahmens ein Kopf 30 befestigt, welcher die schneidenden und hämmernden Werkzeuge trägt, mittels welcher das Bohren erfolgt.
Diese Werkzeuge sind auf der Vorderseite des Kopfes unter solchen Winkeln zueinander angebracht, dass so gut wie die ganze Fläche des Gesteais, die bearbeitet wird, der Wirkung der Werkzeuge ausgesetzt wird. Der Kopf 30 kann mit Armen 31 versehen sein, die je eine Anzahl Muffen 32 tragen, in welchen je eines der selbsttätigen Werkzeuge untergebracht ist. Die genannten Werkzeuge arbeiten schräg gegen die Oberfläche der Gesteinswand.
Bei einer Maschine nach der Erfindung kann jede Art von Werkzeugen benutzt werden, welt he dann arbeiten, wenn das Werkstück gegen den Vorschub des Werkzeuges einen bestimmten Widerstand leistet und nicht nur dadurch in Betrieb gesetzt werden, dass der Druck zwischen Werkzeug und Arbeitsstück einen bestimmten Wert erreicht hat, sondern auch selbsttätig anhalten, wenn der Druck nicht mehr wirkt. Ein Werkzeug dieser Art ist in Fig. 5 und 6 dargestellt.
Das Gehäuse 33 eines von einem Druckmittel beeinflussten Werkzeuges bildet eine Kammer, die in zwei Abteilungen 34 und 35 verschiedenen Durchmessers geteilt ist. Die Kammer 34 ist an dem Ende mit einem Schraubenstopfen 36 verschlossen. In das Gehäuse ist vorn eine Büchse 37 eingeschraubt, in welcher der Schaft des Schneidwerkzeuges hin und her verschoben werden kann. Der Schaft hat, eine Nut 39, in welche ein durch eine Schraube 41 festgehaltener Riegel 40 eingreift. Die Nut 39 ist länger als die Breite des Riegels 40, so dass das Werkzeug eine nach beiden Seiten begrenzte Bewegung in der Büchse 37 ausführen kann.
Im Gehäuse ist ein Hammerkolben gelagert, bestehend aus einem Teil 42 und einem erweiterten Kopf 43. Eine in die Kammer 34 einmündende konische Ausbohrung 44 reicht annähernd bis in die Mitte des Hammers, von wo auch Kanäle 45 ausgehen.
Das Druckmittel wird durch die Öffnung 46 zugeleitet, welche mit einem Kanal 47 in Verbindung ist, der in die Kammer 34 dicht an einem Bund 34a an der Wand der Kammer einmündet. Das Druckmittel wird durch Öffnungen 48 in der Wand der Kammer 35 abgeleitet. welr-he durch Kanäle 49 mit, einer ringförmigen Rille oder Nut 30 verbunden ist. Wenn das Schneidwerkzeug gegen das Arbeitsstück geführt wird und der nötige Druck erreicht wo : den wird der Kolben in die in Fig. 5 dargestellte Lage zurückgedruckt, sn dass die Kammer 34 mit der Ablassöffnung in Verbindung kommt.
Das Druckmittel, das durch die () ffnung 46 zu- geführt wird, bewegt den Hammerkolben zurück, indem es gegen den Bund am Kopf 43 wirkt. der gegenüber dem Bund 34u liegt, und diese Rückwärtsbewegung wird fortgesetzt, bis die Kanäle-t-j solche Stellungen einnehmen, dass sie das Druckmittel direkt von der Onnung 46 empfangen können. Da die Fläche, auf die das Druckmittel wirkt, um den Kolben auswärts
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Kolben in die in Fig. 5 dargestellte Lage zurückzudrücken, so wird der Kolben, wenn er gegen dns Schneidwerkzeug bewegt wird, so weit gehen, dass die Kanäle 45 an den Nuten 50 vorbei-
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und den Kolben in seiner Aussenlage festhält, bei welcher der Auspuff abgesperrt und der Hammerkolben nicht in Tätigkeit ist.
Wenn das Werkzeug durch das Arbeitsstück zurück m'presst wird. so wird au h der Kolben zurückbewegt und die Kammer 34 mit der Auspuff- öitnung in Verbindung gesetzt, so dass der oben beschriebene Arbeitsvorgang beginnt.
Der hintere Rahmenteil 52 der Maschine besteht aus einem wagerechten Querstück-M
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Die Wirkungsweise der hydraulischen Zylinder ist folgende : Der Vorderrahmen der Maschine trägt eine Plattform 70, worauf eine Pumpe 71 montiert ist, die mittels Zahnrad- übersetzungen 73 von einem Motor 72 angetrieben wird. Die Pumpe dient dazu, dem hydraulischen Zylinder Druckmittel zuzuführen, und die Verteilung des Druckmittels wird durch einen Ventilmechanismus gesteuert, mittels welches das Druckmittel den verschiedenen Zylindern, einzeln oder allen gleichzeitig, zugeführt werden kann (Fig. 7). Der Ventilmechanismus besteht aus einem Ventilkasten, der einen mit den Pumpenzylindern verbundenen Kanal 74 und mehrere Kammern 75 hat, welche je durch einen Kanal 76 mit dem genannten Kanal 74 verbunden sind.
Jede Kammer ist mit einem Schraubenstöpsel 76a geschlossen, der eine Bohrung 77 hat, deren Mündung in der Ventilkammer freigelegt und von einem hin und her beweglichen Ventil 78 gesperrt werden kann, dessen Spindel 79 einen Handgriff 80 hat. In jeder Ventilkammer ist die Mündung des Kanals 76 derart gelegen, dass sie durch das Ventil 78 abgesperrt wird, wenn dieses aus derjenigen Lage bewegt wird, in welcher dasselbe die Durchbohrung 77 schliesst. Jede Bohrung 77 ist mit einem gemeinsamen Rücklauf 82 durch einen Kanal 81 und der Rücklaufkanal durch ein Rohr mit einem Flüssigkeitsbehälter verbunden.
Von jeder Kammer 75 geht ferner ein Kanal 83 aus, der mit einem zu einem hydraulischen Zylinder führenden Rohr ver-
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mit dem anderen Zylinder 67 durch Röhren 86 und mit dem Zylinder 56 durch ein einzelnes Rohr 87 verbunden ist.
Sowohl das Zuströmen der Flüssigkeit als das Abströmen aus den Zylindern wird durch die Ventile 75 gesteuert und durch entsprechende Bedienung dieser Ventile kann die Lage der Bohrrichtung der Maschine aufwärts, abwärts und nach den Seiten geändert werden. Hiemit können auch die Werkzeuge gegen das Gestein gepresst und von diesem zurückgezogen werden.
Die Kolben in den Zylindern 61 und 65 können nach beiden Richtungen bewegt werden,
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Wenn der Kolben in einem Zylinder beispielsweise nach aussen bewegt werden soll, wird das Ventil 78 in derjenigen Ventilkammer, von welcher das nach dem inneren Ende leitende Rohr ausgeht, derart eingestellt, dass der Kanal 76 frei und der Kanal 77 abgesperrt ist. Das Druck-
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Der Zylinder 56. mittels welchem der Hinterrahmen in seiner Lage in dem Tunnel ge- halten wird, ist einfach wirkend und erfordert nur ein einfaches Steuerungsventil, das in der in Fig. 7 dargestellten Lage dem Druckmittel nach dem Zylinder zu strömen gestattet, um diese zur Berührung mit der Decke des Tunnels hinaufzubewegen.
Auf der Plattform 70 ist ein Motor 87, beispielsweise ein Druckluftmotor, angebracht. der eine Welle 88 treibt, die in Lagern 89 auf der Plattform gelagert ist und ein Getriebe 90 trägt, das in ein Zahnrad 91 auf einer Welle 92 eingreift. Letztere Welle ist in Lagern auf den Konsolen 10 gelagert und trägt eine in das Schneckenrad 6 auf der Welle 1 eingreifende Schn ecke 93. Wenn der Motor in Gang gesetzt wird. wird die Welle 1 und damit der Bohrkopf J6 in Umdrehung versetzt.
Durch die hohle Welle 1 wird den Bohrwerkzeugen aus einer Rohrleitung 94 Druckluft zugeführt und die Druckluftzufuhr kann mittels eines Ventils 95 geregelt
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In dem Masse, wie das Bohren fortschreitet, pressen die hydraulischen Zylinder den Bohrkopf gegen das Gestein. Wenn das Bedienungspersonal sieht, dass die Kolben aus den Zylindern so weit herausbewegt werden, als es wünschenswert ist, wird der Hinterrahmen von seiner Be rührung mit der Decke des Tunels ausgelöst und die hydraulischen Zylinder werden veranlasst, den Vorderrahmen nach vorn zu ziehen, etwa in die in Fig. 2 dargestellte Lage. Nun wird der Hinterrahmen wieder gegen die Tunnelwände festgespannt und die hydraulischen Zylinder werden veranlasst, den Vorderrahmen und den Bohrkopf vorwärts zu bewegen, indem der Hinterrahmen als Widerlager während des Vorschubes dient.