DE1534647C - Stollenbohr- und -vortriebsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stollenbohr- und -vortriebsmaschine mit Maschinenkörper, stirnseitig angeordnetem Bohrwerkzeug und selbständiger, für sich an der Stollenwand abgestützter, über Schleppstangen an den Maschinenkörper hinten angeschlossener Lenkvorrichtung, durch die das hintere

Ende des Maschinenkörpers in zwei verschiedenen, normal zur Maschinenlängsachse verlaufenden Richtungen, vorzugsweise in lotrechter und waagerechter Richtung, verstellbar gehalten ist.

Solche Lenkvorrichtungen dienen einmal dazu,

unbeabsichtigte Abweichungen von der geforderten Stollenrichtung zu korrigieren, und zum anderen dazu, einen gekrümmten Stollen oder Tunnel aufzufahren. Mit ihnen läßt sich die Hauptachse der Bohr- und -vortriebsmaschine gegenüber der Stollen- bzw.

Tunnelachse sowohl in waagerechter Richtung nach links und rechts als auch in lotrechter Richtung nach oben und unten schräg stellen.

Bei einer bekannten Maschine der oben angegebenen Art weist die Lenkvorrichtung eine Quertraverse

auf, die gegenüber einem auf Schienen an der Tunnelsohle laufenden Fahrwerk mittels zweier hydraulischer Pressen heb- und senkbar abgestützt ist. Auf dieser heb- und senkbaren Quertraverse ruht das hintere Ende des Maschinenkörpers, der mittels zweier

weiterer Pressen quer zur Maschinenlängsachse gegenüber der Quertraverse verschiebbar ist. Die bekannte Konstruktion, die mit insgesamt vier hydraulischen Pressen arbeitet, ist somit verhältnismäßig schwerfällig. Weiterhin bedarf es bei ihr besonderer

Vorkehrungen, um den Maschinenkörper in seiner jeweiligen Lage unverschicblich gegenüber der Lenkvorrichtung festzulegen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe

zugrunde, eine Maschine der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die hinsichtlich der Lenkvorrichtung einfacher aufgebaut ist, wobei insbesondere die Verstellmittel zugleich ohne zusätzliche Maßnahmen den Maschinenkörper in jeder eingestellten Lage gegenüber der Lenkvorrichtung unverschiebbar festlegen sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am hinteren Ende des Maschinenkörpers ein, vorzugsweise zentraler, nach hinten gerichteter Tragzapfen vorgesehen ist und daß die Lenkvorrichtung eine in zwei unterschiedlichen Richtungen über zwei je für sich betätigbare Gewindespindeln verstellbare Tragzapfenlagerung aufweist Gemäß der Erfindung werden somit nur zwei Spindeln zum Lenken des Maschinenkörpers benötigt, die infolge ihrer Selbsthemmung in den Spindelmuttern ohne jede weitere Maßnahme den Maschinenkörper in jeder eingestellten Lage unverschiebbar gegenüber der Lenkvorrichtung festlegen.

Eine besonders zweckentsprechende Konstruktion der Verstelleinrichtung ergibt sich, wenn die Gewindespindeln in einem Gehäuse od. dgl. drehbar, aber axial unverschiebbar gelagert sind und auf jeder Spindel ein mit einem Muttergewinde versehener, undrehbar geführter Kreuzkopf sitzt, an dem eine Pleuelstange angreift, deren anderes Ende ein Lagerauge für den Tragzapfen bildet. Der Tragzapfen ist dann also in den beiden zu je einem Kreuzkopf führenden Pleuelstangen gehalten und kann durch Verschieben der Kreuzköpfe mit Hilfe der Gewindespindeln beliebig verstellt werden. Um das ganze System spielfrei zu halten, sitzt auf dem Tragzapfen zweckmäßig noch ein Lagerring od. dgl., an dem ein etwa in der verlängerten Winkelhalbierenden der beiden Gewindespindeln verlaufendes und zu einem dauernd druckmittelbeaufschlagten hydraulischen Kolbentrieb führendes Zugelement angreift.

Eine andere Konstruktionsmöglichkeit besteht darin, daß ein mittels der einen Gewindespindel in einem Gehäuse verschiebbarer Schlitten vorgesehen ist, in dem ein den Tragzapfen aufnehmender Lagerkörper mit Hilfe der anderen Gewindespindel quer zur Schlittenbewegungsrichtung verschiebbar lagert.

Um eine sichere Abstützung der Lenkvorrichtung im Stollen zu erreichen, ohne daß sich bei der Tragzapfenverstellung eine Lockerung ergibt, ist das die Verstelleinrichtung für den Tragzapfen aufnehmende Gehäuse od. dgl. mit zwei Laufrollen auf Schienen eines unteren Schlittens gelagert und über dauernd beaufschlagte hydraulische Kolbentriebe gegen einen am Stollenfirst anliegenden Gleitschuh abgestützt. Das Gehäuse kann zufolge der Lagerung auf den beiden Laufrollen bei der vertikalen Verstellbewegung des Tragzapfens und der sich dadurch ergebenden Neigung der Maschinenachse und des Tragzapfens dieser Bewegung folgen, wobei die Laufrollen auf den Schienen geringe Fahrbewegungen ausführen. Um auch das Seitwärtsschwenken des Tragzapfens bei waagerechter Verstellung zu ermöglichen, bei der auch das Gehäuse od. dgl. dem Schlitten gegenüber etwas verschwenkt wird, weisen die Laufrollen zueinander geneigte Achsen auf und besitzen konische Laufflächen sowie konische Spurkränze. Kraftschluß zwischen dem Gehäuse od. dgl. und der Vortriebsmaschine in Richtung der Zapfenachse wird dadurch erzielt, daß wenigstens eine am unteren Schlitten abgestützte, gegen das Gehäuse od. dgl. in Maschinenlängsrichtung wirkende Druckfeder vorgesehen ist und an der hinteren Stirnseite der Vortriebsmaschine sowie an der vorderen Gehäusestirnwand zusammenwirkende Druck- bzw. Gleitleisten angeordnet sind.

Die Schienen des Schlittens stützen sich über lot- und waagerechte Stützen an je zwei untereinander durch Schrägstreben verbundenen Kufen ab, wobei die Stützen und Schrägstreben gegen kürzere oder längere gleichartige Teile austauschbar sind. Auf diese Weise ist es möglich, denselben Schlitten für Stollen od. dgl. mit verschiedenem Durchmesser zu verwenden, es ist bloß erforderlich, die Stützen und Streben gegen längere oder kürzere auszutauschen. Um eine gleiche Anpassungsmöglichkeit im Bereich der oberen Abstützung zu erreichen, ohne Kolbentriebe mit zu großem Hub vorsehen zu müssen, sind zwischen das Gehäuse od. dgl. und die der oberen Abstützung dienenden Kolbentriebe bzw. diese und den Gleitschuh wahlweise Ergänzungsstücke einsetzbar. Dabei besteht der Gleitschuh zweckmäßig aus zwei seitlichen Kufen, diese verbindenden Rippen und einem Deckblech.

Selbstverständlich ist es auch möglich, bei sonst gleicher Konstruktion der Lenkvorrichtung an Stelle des Schlittens bzw. der Kufen und des Gleitschuhs Laufrollen oder Gleiskettenfahrwerke vorzusehen.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Vortriebsmaschine mit Lenkvorrichtung in Seitenansicht,

Fig.2 die Lenkvorrichtung in größerem Maßstab in gleicher Darstellungsweise,

F i g. 3 einen zugehörigen Querschnitt nach der Linielll-IIIinderFig. 2,

F i g. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in der F i g. 2 in einem Stollen mit kleinerem Durchmesser,

F i g. 5 einen zugehörigen Längsschnitt nach der Linie V-V in der F i g. 4,

Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie VI-VI in der F i g. 2 in kleinerem Maßstab,

Fig.7 die Schleppstangenanhängung am unteren Schlitten in Draufsicht,

F i g. 8 einen Schnitt durch die Laufrollen in Höhe der Schienenoberkante und

Fig.9 eine andere Verstelleinrichtung der Lenkvorrichtung im Schema.

Die Stollenbohr- und -vortriebsmaschine gemäß Fig. 1 besteht aus einem aus mehreren Rohrschüssen zusammengesetzten Maschinenkörper 1 und einer darauf vorn drehbar gelagerten Trommel 2 mit den Werkzeugaggregaten 3. Für den Vorschub der Maschine ist ein Vorschubaggregat 4 mit hydraulischen Kolbentrieben vorgesehen. Die Vortriebsmaschine stützt sich mit einem Gleitschuh 5 an der Stollensohle ab. Ein oberer Gleitschuh 6 wird durch hydraulische Kolbentriebe 7 gegen den Stollenfirst gepreßt und ist durch Druckstangen 8 mit dem Maschinenkörper 1 verbunden. Zur Materialabfuhr dient ein Förderband«».

Am Hinterende der Vortriebsmaschine 1 ist ein zentraler, rückwärts gerichteter Tragzapfen 10 vorgesehen, der in der Lenkvorrichtung in lot- und. waagerechter Richtung verstellbar gehalten ist. Die Lenkvorrichtung weist als tragenden Teil ein Gehäuse 11 auf, das aus Stirnplatten und diese verbindenden Distanzwinkeln besteht. Das Gehäuse 11 trägt unten

zwei zwischen schrägen Tragblechen gelagerte Laufrollen 12, mit denen es auf Schienen 13 eines unteren Schlittens lagert.

Die Laufrollen 12 besitzen konische Laufflächen und ebensolche Spurkränze, so daß das Gehäuse, wie F i g. 8 erkennen läßt, seitwärts schwenken kann, ebenso wie es möglich ist, daß sich das Gehäuse 11 unter geringer Fahrbewegung der Laufrollen 12 auf den Schienen 13 vor- oder rückwärts neigt. Das Gehäuse 11 wird durch eine sich am Schlitten abstützende Druckfeder 14, die die Kraft P erzeugt, gegen die hintere Stirnwand der Vortriebsmaschine 1 gepreßt, wobei an dieser Stirnwand sowie an der vorderen Gehäusestirnwand Druckleisten 15 bzw. diese kreuzende Gleitleisten 16 (F i g. 6) vorgesehen sind.

Die beiden Schienen 13 des Schlittens stützen sich mit Stützen 17 an je zwei Kufen 18 ab, die untereinander durch Schrägstreben 19 verbunden sind. Zwischen den Schienen 13 und den unteren Kufen 18 sind Querverbindungen 20 vorgesehen. Die Stützen 17 und die Schrägstreben 19 können gegen gleichartige, aber kürzere oder längere Teile ausgetauscht werden, wie dies beim Vergleich der Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Es ist dadurch möglich, den Schlitten an verschiedene Stollendurchmesser anzupassen. Auf dem Schlitten kann ein begehbares Podest 21 angeordnet werden, von dem aus Spritzbeton auf die Stollenwand aufgebracht werden kann oder Löcher zum Setzen von Felsankern gebohrt werden können. Ferner ist es möglich, auf dem Schlitten eine Kernbohrmaschine 22 quer verschiebbar anzuordnen. Mit dieser können durch den hohlen Tragzapfen 10, den Maschinenkörper 1 sowie die mit einer zentralen Bohrung versehene Trommel 2 vor der Maschine Kern- oder Sondierbohrungen durchgeführt werden. Solche Kernbohrungen ergeben wertvolle geologische Aufschlüsse über die Gebirgsbeschaffenheit und das Auftreten von Wasser beim Vortrieb.

Nach oben stützt sich das Gehäuse 11 über dauernd mit Druckmittel beaufschlagte hydraulische Kolbentriebe 23 an einem am Stollenfirst anliegenden Gleitschuh ab, der aus zwei seitlichen Kufen 24, diese verbindenden Rippen 25 und einem Deckblech 26 besteht. Zwischen den Kolbentrieben 23 und dem Gehäuse 11 sind mehrere Ergänzungsstücke 27 eingesetzt (Fig.2 und3). Bei kleinerem Stollendurchmesser wird die Zahl dieser völlig gleichen Ergänzungsstücke 27 eingesetzt (Fig.2 und3). Bei kleinerem Stollendurchmesser wird die Zahl dieser völlig gleichen Ergänzungsstücke entsprechend verringert, wie dies in Fig.4 dargestellt ist. Die Gleitkufen 24 sind über Schleppstangen 28 mit dem Maschinenkörper 1 der Vortriebsmaschine gelenkig verbunden. Am vorderen Querrohr 20 des unteren Schlittens ist ein Ausgleichbalken 29 schwenkbar gelagert, an dem die ebenfalls am Maschinenkörper 1 angreifenden unteren Schleppstangen 30 angelenkt sind (F i g. 7).

Zum Verstellen des Tragzapfens 10 sind zwei Gewindespindeln 31, 32 vorgesehen, von denen die eine lotrecht und die andere waagerecht angeordnet ist und die im Gehäuse drehbar, aber axial unverschiebbar lagern. Auf den beiden Gewindespindeln 31, 32 sitzt je ein mit einem Muttergewinde ausgestatteter, auf Seitenstangen undrehbar geführter Kreuzkopf 33, so daß bei Drehung der Gewindespindeln der jeweilige Kreuzkopf entsprechend verschoben wird. An den Kreuzköpfen 33 greift je eine zweiteilige Pleuelstange 34 an, deren anderes Ende ein Lagerauge für den Tragzapfen 10 bildet. Zwischen den Pleuelstangen sitzt auf dem Tragzapfen 10 noch ein Lagerring 35, an dem eine Rollengelenkkette 36 angreift, die über eine Umlenkrolle 37 so zu einem Kolbentrieb 38 geführt ist, daß sie etwa in der Winkelhalbierenden der beiden Pleuelstangen 34 verläuft. Der Kolben des Kolbentriebes 38 ist stangenseitig dauernd mit Drucköl beaufschlagt, so daß auf dem Tragzapfen 10 eine Zugkraft Z ausgeübt und die gesamte Verstelleinrichtung spielfrei gehalten wird, was für die feste Einspannung der Vortriebsmaschine notwendig ist.

In Fig. 3 ist der Tragzapfen in Mittelstellung dargestellt, die Achse der Vortriebsmaschine fällt dann mit der Stollenachse zusammen. Gemäß F i g. 4 ist dagegen der Tragzapfen um den Abstand Y in vertikaler Richtung und um den Abstand X in horizontaler Richtung verstellt, so daß die Achse der Vortriebsma- W\ schinen sowohl in lot- als auch in waagerechter Richtung von der Stollenachse abweicht. Es kann dann, wie in Fig. 1 dargestellt, der Stollen mit einer Neigung nach unten und gleichzeitig mit einer Krümmung nach rechts gebohrt werden. Diese Verstellung mit Hilfe der Gewindespindeln ist aber nicht nur zur Herstellung von Stollenbögen, sondern auch zur Korrektur bei ungewollten Abweichungen von der Stollensollachse erforderlich.

Die beiden Spindeln 31, 32 werden von je einem elektrischen Stoppmotor 39 über eine elastische Kupplung, ein Schneckengetriebe 40 und einen Kettentrieb 41 angetrieben. Der Motor muß als Stoppmotor ausgebildet sein, damit nach Aufhören des Schaltbefehls der Rotor sofort gebremst und dann blockiert wird, wodurch ein unbeabsichtigtes Verstellen unmöglich ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit, einen Hydraulikmotor vorzusehen, der mit Drucköl gespeist wird und zufolge seiner kleinen Läufermasse nach Absperren der ölzufuhr sofort stehenbleibt. Die Umsteuerung kann wie bei den elektrischen Stoppmo- φ toren mit elektrischer Kontaktsteuerung über Magnet- ' schieber erfolgen, wobei die Schieber jeweils in ihrer Mittelstellung den Druckölzu- und -ablauf zum Motor sperren, so daß der Motor blockiert ist.

In F i g. 9 ist eine andere Ausbildung der Einrichtung zur Verstellung des Tragzapfens 10 dargestellt, die nach Art eines sogenannten Kreuzschlittens arbeitet. Im Gehäuse 11 ist ein Schlitten 42 mittels der Gewindespindel 31 auf und ab schiebbar gelagert, wobei das Schneckenrad des Schneckentriebes 40 das Muttergewinde aufweist und die Spindel 31 an Drehung gehindert ist. Im Schlitten 42 ist ein den Tragzapfen 10 aufnehmender Lagerkörper 43 vorgesehen, der mittels der Gewindespindel 32 waagerecht, also quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens 42 hin- und hergeschoben werden kann. Der Antrieb der Schneckentriebe 40 erfolgt wieder über je einen elektrischen oder hydraulischen Motor.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Stollenbohr- und -vortriebsmaschine mit Maschinenkörper, stirnseitig angeordnetem Bohrwerkzeug und selbständiger, für sich an der Stollenwand abgestützter, über Schleppstangen an den Maschinenkörper hinten angeschlossener Lenkvorrichtung, durch die das hintere Ende des Maschinenkörpers in zwei verschiedenen, normal zur Maschinenlängsachse verlaufenden Richtungen, vorzugsweise in lotrechter und waagerechter Richtung, verstellbar gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Ende des Maschinenkörpers (1) ein, vorzugsweise zentraler, nach hinten gerichteter Tragzapfen (10) vorgesehen ist und daß die Lenkvorrichtung eine in zwei unterschiedlichen Richtungen über zwei je für sich betätigbare Gewindespindeln (31, 32) verstellbare Tragzapfenlagerung aufweist.

2. Stollenbohr- und -vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindeln (31, 32) in einem Gehäuse (11) od. dgl. drehbar, aber axial unverschiebbar gelagert sind und auf jeder Spindel ein mit einem Muttergewinde versehener, undrehbar geführter Kreuzkopf (33) sitzt, an den eine Pleuelstange (34) angreift, deren anderes Ende ein Lagerauge für den Tragzapfen (10) bildet.

3. Stollenbohr- und -vortriebsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Tragzapfen (10) ein Lagerring (35) od. dgl. sitzt, an dem ein etwa in der verlängerten Winkelhalbierenden der beiden Gewindespindeln (31, 32) verlaufendes und zu einem dauernd druckmittelbeaufschlagten hydraulischen Kolbentrieb (38) führendes Zugelement (36) angreift.

4. Stollenbohr- und -vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittels der einen Gewindespindel (31) in einem Gehäuse (11) verschiebbarer Schlitten (42) vorgesehen ist, in dem ein den Tragzapfen (10) aufnehmender Lagerkörper (43) mit Hilfe der anderen Gewindespindel (32) quer zur Schlittenbewegungsrichtung verschiebbar lagert.

5. Stollenbohr- und -vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindeln (31, 32) bzw. die zur Spindelverstellung dienenden Muttern über je einen Schneckentrieb (40) antreibbar sind.

6. Stollenbohr- und -vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die Verstelleinrichtung für den Tragzapfen (10) aufnehmende Gehäuse (11) od. dgl. mit zwei Laufrollen (12) auf Schienen (13) eines unteren Schlittens gelagert und über dauernd beaufschlagte hydraulische Kolbentriebe (23) gegen einen am Stollenfirst anliegenden Gleitschuh abgestützt ist.

7. Stollenbohr- und -vortriebsmaschine nach Anspruch6, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrollen (12) zueinander geneigte Achsen aufweisen und konische Laufflächen sowie konische Spurkränze besitzen.

8. Stollenbohr- und -vortriebsmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine am unteren Schlitten abgestützte, gegen das Gehäuse (11) od. dgl. in Maschinenlängsrichtung wirkende Druckfeder (14) vorgesehen ist und an der hinteren Stirnseite der Vortriebsmaschine sowie an der vorderen Gehäusestirnwand zusammenwirkende Druck- bzw. Gleitleisten (15,16) angeordnet sind.

9. Stollenbohr- und -vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schienen (13) des Schlittens über lot- und waagerechte Stützen (17) an je zwei untereinander durch Schrägstreben (19) verbundenen Kufen (18) abstützen, wobei die Stützen und Schrägstreben gegen kürzere oder längere gleichartige Teile austauschbar sind.

10. Stollenbohr- und -vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Gehäuse (11) od. dgl. und die der oberen Abstützung dienenden Kolbentriebe (23) bzw. diese und den Gleitschuh wahlweise Ergänzungsstücke (27) einsetzbar sind.

11. Stollenbohr- und -vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitschuh aus zwei seitlichen Kufen (24), diese verbindenden Rippen (25) und einem Deckblech (26) besteht.

12. Stollenbohr- und -vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche! bis5, dadurch gekennzeichnet, daß das die Verstelleinrichtung für den Tragzapfen (10) aufnehmende Gehäuse (11) od. dgl. mittels Gleisketten im Stollen abgestützt ist.