DE1534648A1

DE1534648A1 - Vortriebsmaschine fuer Tunnels,Stollen,Kanaele od.dgl.

Info

Publication number: DE1534648A1
Application number: DE19661534648
Authority: DE
Inventors: Ernst Lauber
Original assignee: MASCHINENFABRIK HABEGGER
Current assignee: MASCHINENFABRIK HABEGGER
Priority date: 1966-03-19
Filing date: 1966-03-19
Publication date: 1969-02-20
Also published as: CS150178B2; AT271550B; FR1513143A; GB1158607A; DE1534648B2; BR6787683D0; DE1534648C3; CH447253A; US3446535A; BE695095A; ES338184A1

Description

Dipl.-Ing. August Borhart Dipl.-Ing. Wolter lackisch

t Patentanwalt·

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■?.Oktober

Maschinenfabrik Habegger AG· in Chun (Schweiz)

Vortriebsmaschine für Tunnels, Stollen, Kanäle od.dgl.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vortriebsmaschine für Tunnels, Stollen, Kanäle od.dgl. mit rotierenden und zusätzlich um eine quer zur Tunnelachse gerichtete Achse schwenkbaren Werkzeugen und mit einem während der Arbeitsbewegung der Werkzeuge im Tunnel verspannten Maschinengestell.

Bei einer bekannten Vortriebsmaschine dieser Art ist an der Pront eines im Stollen verspannten Maschinengestells ein um eine horizontale, quer zur Stollenachse gerichtete Achse auf- und abschwenkbarer Arm vorgesehen, der eine Schrämwalze trägt. Mit einer solchen Maschine wird lediglich die Stollenbrust bearbeitet, so daß die Seitenwände des herzustellenden Stollenprofils stets lot-

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Unterlagen lArt. 7 § 1 Abs. 2 Nr. I Satz 3 des Änderungsoes. v. 4. 9.1 ν

recht verlaufen und keine Krümmung erhalten können. Bei anderen Vortriebsmaschinen ist das Werkzeug an einem sowohl um eine waagrechte als auch um eine senkrechte Achse, also allseits schwenkbaren Arm, der gegebenenfalls auch noch quer zur Stollenachse waagrecht verschiebbar ist, angeordnet. Auch hier ist kein beliebiges Stollenbzw. Tunnelprofil erreichbar, weil die Schwenkbarkeit des Werkzeugträgers nur die Herstellung von Kreisbögen bzw. Zylinder- oder Kugelabschnitten erlaubt. Im übrigen haben diese Maschinen auch den Nachteil, daß, soferne sie während der Arbeit im Tunnel od.dgl. genügend fest verspannt sind, das Verschieben der ganzen Maschine nach erfolgter Ausnützung des durch den Schwenkarm erzielbaren Vorschubes schwierig und umständlich ist. Weitere bekannte Vortriebsmaschinen arbeiten mit zwei symmetrisch angeordneten, um lotrechte Achsen schwenkbaren Werkzeugarmen oder mit mehreren gegeneinander versetzten Werkzeugtrommeln auf einen einzigen Schwenkarm, ohne auf diese Weise die Herstellung beliebiger Tunnel- bzw. Stollenprofile zu ermöglichen. Dazu kommt noch, daß die bei derartigen Vortriebsmaschinen bisher verwendeten Werkzeuge für hartes Gestein ungeeignet sind.

Es ist zwar auch schon eine Vortriebsmaschine bekanntgeworden, die mit hartmetallbestückten Werkzeugen arbeitet und für hartes G-estein durchaus brauchbar ist. Die Werkzeuge sind ähnlich wie bei Präsmesserköpfen radial in

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einen Messerkopf eingesetzt. Mehrere Messerköpfe mit Getriebe und Motor sind in konzentrischen Kreisen auf einer um die Stollen- bzw. Tunnelachse drehenden Trommel "befestigt, so daß die Werkzeugschneiden eine notation um die Achse der Messerköpfe und eine zusätzliche Rotation um die Stollenachse in planetenartiger Umlauf "bewegung durchführen, wobei die Hauptzerspanungsarbeit am Umfang der Messerköpfe geleistet wird. Die Messer dringen beim Vorschub der Maschine auf einer sehraubenlinienförmigen Bahn vor, wobei die Schneiden etwa in tangentialer ^

Richtung an diese Bahn zur Wirkung kommen. Bei Verwendung einer solchen um die Stollenachse rotierenden Trommel können aber stets nur kreisförmige Profile, also zylindrische Stollen- bzw. Tunnelröhren hergestellt werden, und es ist auch eine einseitige Erweiterung des Tunnelquerschnittes unmöglich. Ferner erhält der Maschinenrumpf zwangsläufig eine beträchtliche Länge, so daß der Tunneloder Stollenausbau erst weit hinter der Brust eingebracht werden kann.

Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, alle diese Mangel zu beseitigen und eine Vortriebsmaschine zu schaffen, die bei verhältnismäßig einfachem Aufbau die Herstellung von Tunnels, Stollen, Kanälen od.dgl. mit verschiedenen Profilen und großer Lichtweite selbst in hartem Gestein ermöglicht, gegebenenfalls ein einseitiges Abarbeiten erlaubt und im Tunnel bzw. Stollen leicht bewegbar ist, wobei der Ausbau kurz hinter der Tunnelbrust erfolgen kann.

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Ausgehend von einer Vortriebsmaschine der eingangs geschilderten Art wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die in an sich bekannter Weise als umfangsseitig schneidende Messerköpfe ausgebildeten Werkzeuge am Umfang wenigstens . eines Segmentes angeordnet sind, das einem Abschnitt des Tunnelprofils angepaßt ist und auf einer für sich im Tunnel verspannbaren Hauptsäule schwenkbar lagert, die einen Teil des Maschinengestells bildet und starr mit einem sich nach hinten erstreckenden Maschinenrumpf verbunden ist, der in an sich bekannter Weise ein Fahrwerk bzw. Vorschubaggregat aufweist, wobei bei vertikaler Anordnung der Hauptsäule hinter dieser im Pirstbereich wenigstens ein zusätzlicher um die Tunnelachs© oder eine zu ihr parallele Achse schwenkbarer Messerkopf vorgesehen ist. Als Werkzeugträger dient also das Segment, daa in seiner Iform jedem beliebigen Tunnelprofil angepaßt werden kann, an seinem Umfang mit den sich drehenden Messerköpfen in möglichst enger Anordnung ausgestattet ist und während der Arbeit eine Schwenkbewegung um die Hauptsäule ausführt. Ist nur ein Segment vorhanden, so beträgt der Schwenkbereich etwa 180°, bei zwei Segmenten kann dieser Bereich auf je etwa 90° aufgeteilt werden. Die Schnittkräfte werden vom Segment auf die Hauptsäule und von dieser unmittelbar auf den Tunnel übertragen, so daß der Maschinenrumpf nicht mehr zur Kraftübertragung herangezogen zu werden braucht und demnach viel leichter und kürzer als bisher ausgebildet werden kann. Da sowohl der Vorschub der ganzen Maschine als auch die

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Lenkbewegungen zu einer Zeit vor sich gehen, in der die Mesaerköpfe keine Berührung mit dem Gestein haben, wirken sich die beim Schneiden auftretenden großen Kräfte nur auf die Messerköpfe, das Segment und die Hauptsäule, nicht aber auf die Vorschub- und Lenkvorrichtung aus, so daß die Maschine in den Arbeitspausen leicht beweglich ist. Weiters ist es möglich, den Tunnelausbau hinter der Hauptsäule um den Maschinenrumpf herum einzubringen. Zufolge der unmittelbaren Übertragung der Schnittkräfte von der Hauptsäule auf den Tunnel kann die Säule auch einseitigen Druck aufnehmen, so daß die erfindungsgemäße Maschine ohne weiteres zur einseitigen Erweiterung bestehender Tunnels oder stellenweiser Erweiterung des vorgetriebenen Tunnels geeignet ist. Durch die Anwendung von umfangsseitig schneidenden ■ Messerköpfen, die selbstverständlich mit Hartmetallmessern bestückt werden können, ist keine Begrenzung der Anwendungsmöglichkeit durch die G-esteinshärte gegeben.

Die Hauptsäule wird in der Eegel in vertikaler Anordnung in Tunnelmitte eingespannt. Das Segment befindet sich bei Beginn der Schneidarbeit in seitlicher ißuer zur Yortriebsrichtung gestellter lage und wird dann vorwärts geschwenkt» so daß die Tunnelbrust das gleiche Profil wie die Seitenwände erhält. Die Standfestigkeit der Tunnelbrust let zufolge der sich daraus ergebenden gewölbten Ausbruohflache sehr gut. Hat das Segment dan vollen Schwenkbereich durchfahren, so wird die Verspannung der Hauptsäule

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gelöst, der MascMnenrumpf mit der Standsäule vorgeschoben, letztere neuerlich im Tunnel verspannt und die Bearbeitung des Gesteins durch Verschwenken des Segmentes wiederholt. Dabei kann der Vorschub der Gesamtmaschine in Sichtung der Tunnelachse so groß gewählt werden, daß nur ein Teil des Gesteins geschnitten, der Rest aber abgebrochen wird. Die Hauptsäule kann aber auch waagrecht angeordnet werden, wodurch es möglich ist, Gewölbe, z.B. als Mrstabschnitt für große Kraftwerkskavernen, herzustellen. Es ist selbstverständlich, daß das Segment bei gleichbleibenden sonstigen Maschinenteilen gegen ein anderes bzw. anders geformtes Segment ausgetauscht werden kann, so daß sich die Maschine an verschiedene Tunnelprofile oder -lichtweiten wirtschaftlich anpassen läßt und ihre Einsatzmöglichkeit wesentlich erweitert ist. Ebenso kann die Vortriebsgeschwindigkeit erhöht werden, wenn das Segment durch zwei gegenläufig arbeitende Segmente ersetzt wird. Schließlich bebtet ψ die erfindungsgemäße Maschine zufolge der Anordnung einer Hauptsäule den Vorteil der Vereinfachung der Energiezufuhr zu den einzelnen Werkzeugsaggregaten, da nur Kabel oder Druckölechläuche vom MascMnenrumpf durch die Säule in das Segment führen und auch die Kühlwasserleitung zum Abführen der Verlustwärme von Motoren und Getrieben der Messerköpfe in gleicher Weise verlegt werden können. Dagegen müssen bei Verwendung einer rotierenden Trommel od.dgl. alle Leitungen über Schleifringe geführt werden.

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Bei vertikaler Anordnung der Hauptsäule ergibt sich zufolge der Schwenkbewegung des Segmentes während der Arbeit zwangsläufig eine ebene Tunnelsohle, die meist erwünscht ist. Aber auch der lunnelfirst bleibt eben. Ba nun die Tunnelfirste aus Gründen der Standfestigkeit je nach Profil Kreis- oder Ellipsenfonn erhalten müssen, ist hinter der Hauptsäule im Firstbereich der um die lunnelachse oder um eine zu ihr parallele Achse schwenkbare Messerkopf vorgesehen. M

Dieser Messerkopf kann an einem Schwenkarm angeordnet sein, der ein angetriebenes Ritzel trägt, das sich aif einen verzahnten Führungsbogen abwälzt, so daß die erwünschte Schwenkbewegung erreicht wird. Der, Führungsbogen kann selbstverständlich auch eine von der Kreisform abweichende Kurve bilden und der Schwenkarm dementsprechend längsverstellbar sein, so daß dann der First ein elliptisches oder in ähnlicher Form gestaltetes Profil erhält.

Um die Hauptsäule in einjächer Weise im Tunnel " verspannen und aus ihrer Verspannung lösen zu können, besteht sie in an sich bekannter Weise aus wenigstens zwei unter Ifydraulikdruck teleskopartig auseinarider-

ebenfalls schiebbaren Teilen, wobei sie in an sich/bekannter an ihren Enden zwei Stützplatten bzw. eine Boden- und eine Firstplatte trägt.

Zur Schwenkbewegung des Segmentes greift an diesem eine Bndloskette od.dgl. an, die in einer koaxial

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zur Hauptsäule angeordneten Bogenführung läuft und hin- und herbewegbar ist. Sind zwei Segmente vorgesehen, so müssen in der Bogenführung selbstverständlich auch je zwei voneinander unabhängig bewegbare Ketten angeordnet sein.

In weiterer Ausbildung der Erfindung stützt sich -der Maschinenrumpf hinten mit einem Fahrwerk auf der Tunnelsohle ab und besitzt als Vorschubaggregat in seinem vorderen Bereich zwei seitliche, an die Tunnelsohle anstellbare Pendelstützen, die in ihrer Länge verstellbar sind und deren Schuhe durch ein schräg nach hinten verlaufendes, ebenfalls längsverstellbares Gestänge mit dem Maschinenrumpf gelenkig verbunden sind. Werden die Pendelstützen durch Längsverstellung an die Tunnelsohle angestellt, so kann die Hauptsäule aus ihrer Verspannung im Tunnel gelöst werden und der Maschinenrumpf trägt dann die Hauptsäule mit dem Segment. Allerdings muß der Maschinenschwerpunkt bei vom Tunnelfr^st zurückgezogener Hauptsäule und zurückgeschwenktem Segment hinter den Pendelstützen liegen, damit bei deren weiterer Verlängerung die Hauptsäule unter gleichzeitigem Abheben von der Tunnelsohle etwas nach hinten kippt. Nun kann der eigentliche Vorschub beginnen, der in der Weise vor sich geht, daß das die Stützenschuhe mit dem Rumpf verbindende Gestänge verkürzt wird, die Pendelstützen also unter gleichzeitigem Vorschieben der Maschine vorwärtsgeneigt werden, bis

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sich die Säule wieder an der Tunnelsohle abstützt und verspannt wird, worauf die Pendelstützen wieder eingezogen werden können. Die Pendelstützen sind am Maschinenrumpf und in den Schuhen kugelgelbikig gelagert, so daß eine allseitige Bewegung möglich ist. Da die Pendelstützen seitlich angeordnet sind, ist es mit ihrer Hilfe auch möglich, seitliche Neigungen der Hauptsäule bzw. des Maschinenrumpfes zu korrigieren.

Auf dem Fahrwerk, auf das sich der Maschinen- M rumpf hinten abstützt, ist ein um eine quer zur Fahrtrichtung liegende Horizontalachse schwenkbarer Tragrahmen angeordnet, der ein höhenverstellbares lager besitzt, das einen am Hinterende des Maschinenrumpfes vorgesehenen Tragzapfen aufnimmt. Durch die Verstellung dieses Lagers wird der Maschinenrumpf hinten angehoben oder abgesenkt und damit die aus ihrer Verspannung gelöste Hauptsäule nach vorn oder hinten geneigt, um nach neuerlicher Verspannung ein Ansteigen oder Absenken des vorgetriebenen Tunnels zu erreichen. ™

Der Maschinenrumpf ist ferner mit seitwärts gerichteten Auslegern versehen, an denen in waagrechter Ebene verstellbare G-leitkufen befestigt sind. Durch Verstellung dieser Gleitkufen, die sich an den Tunnelseitenwänden führen, ist ein Seitswärtslenken der Maschine bzw. des Vortriebes möglich. Die Ausleger können zurückschwenkbar sein, um das Rückwärtsfahren der Maschine nicht zu behindern. Zum Rückwärtsfahren

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ist der Maschinenrumpf mit einem zusätzlichen, fallweise an die Tunnelsohle ansteLlbaren und angetriebenen Fahrwerk ausgestattet.

Der MascMnenrumpf besteht vorzugsweise aus mehreren aneinandergeflanschten, rechteckig rohrförmigen Schüssen, in denen der Führerstand mit den Schalt- und Steuergeräten, Hydraulikaggregaten u.dgl. untergebracht ist. Der Führer ist also vor Staub, Nässe, Hitze, Lärm u .dgl. gut geschützt, ebenso sind die empfindlichen Geräte sicher untergebracht. Da der Rumpf aus mehreren Schüssen zusammengesetzt ist, läßt er sich leicht zerlegen bzw. zusammensetzen, wobei die Schüsse als ge- · trennte Baueinheiten einzeln transportierbar sind.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in der der Erfindungsgegenstand beispielsweise und zum Teil schematisch dargestellt ist, noch näher erläutert. Bs zeigen:
Fig. 1 eine Tunnelvortriebsmaschine in Seitenansicht,

wobei die Kettenführung und die Fördereinrichtungen im Schnitt dargestellt sind, Fig. 2 die Maschine in Draufsicht, wobei der Firstfräser mit seiner Führung weggelassen ist.

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Maschine nach der Linie III-III der Fig. 2, wobei die seiisärtsgeschwenkten Segmente aber für ein anderes, nämlich hufeisenförmiges Tunnelprofil bestimmt sind,

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Pig. 4 ebenfalls einen Maschinenquerschnitt, wobei die linke Bildhälfte der Schnittführung nach Pig. 3, die rechte Bildhälfte aber einem Schnitt nach der Linie IV-IY der Pig. 2 entspricht und die Segmente einem kreisförmigen Tunnelprofil angepaßt sind, Pig· 5-9 das Schema des Schneidvorganges bei einer Maschine mit zwei Segmenten,
Pig.10-12 den Schneidvorgang bei einer Maschine mit nur einem Segment,

Pig.13-17 das Schema des Maschinenvorschubs, Pig.18-20 die Lenkung der Maschine und Pig.21 die Maschine beim Rückwärtsfahren.

Die Maschine besitzt eine vertikal in Tunnelmitte angeordnete Hauptsäule, die aus zwei unter Hydraulikdruck teleskopartig auseinanderschiebbaren Teilen 1,2 besteht und an. ihren Enden eine Bodenplatte 3 und eine Firstplatte 4 trägt. Die Hauptsäule 1,2 wird bei der Arbeit zwischen Tunnelsohle und -first fest verspannt. Mit der Hauptsäule ist ein sich nach hinten erstreckender ä Maschinenrumpf 6 starr verbunden, der sich aus mehreren rechteckig,rohrförmigen Schüssen zusammensetzt. Oberhalb des Maschinenrumpfes 6 ist eine koaxial zur Hauptsäule 1,2 angeordnete Bogenführung 7 vorgesehen, in der zwei je aus drei Strängen gebildete Endlosketten 8 laufen. Die beiden Ketten 8 sind über Kettenräder 9,10 (Fig.2j| geführt, von denen die Kettenräder 9,10 angetrieben sind und das Kettenrad 10 zusätzlich zur Kettenspannung verstellbar ist. Jede der beiden Ketten 8 besitzt eigene

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Kettenräder, kann daher unabhängig von der anderen angetrieben werden, wobei die Antriebsrichtung umkehrbar ist, Die beiden Ketten 8 greifen an je einem Segment 11,12 an, das auf der Hauptsäule 1,2 schwenkbar gelagert und einem Abschnitt des Tunnelprofils angepaßt ist. Am Umfang der Segmente 11,12 sind umfangseitig schneidende Messerköpfe 13, die mit je einem Getriebe und einem Motor ein Werkzeugaggregat bilden, in enger Verteilung ange-

^ ordnet. Mit Hilfe der Ketten 8 werden die Segmente 11,12 um die Hauptsäule 1,2 hin- und hergeschwenkt.

Die Form der Segmente 11,12 richtet sich nach dem jeweiligen Tunnelprofil, wie dies aus den Pig. 3 und 4 hervorgeht. Die Anzahl der Messerköpfe 13 bzw. der Werkzeugagpegate wird von der Anzahl der Schwenkarme und der Größe des Tunnelprofils bestimmt. Durch die Besonderheit des Vortriebs bleiben die Tunnelsohle und der Tunnelfirst eben. Um dem Tunnelfirst die aus Gründen der Standfestigkeit notwendige Wölbung zu geben, ist hinter

™ der Hauptsäule 1,2 im Firstbereich ein weiterer Messerkopf 14 mit entsprechendem Antriebsaggregat vorgesehen. Dieses Antriebsaggregat ist an einem Schwenkarm 15 befestigt, dessen Achse mit der Tunnelachse zusammenfällt und der ein angetriebenes Ritzel 16 trägt, das sich auf einem verzahnten Führungsbogen 17 (Fig. 1 und 4) abwälzt. Zur Anpassung an das gewünschte Tunnelprofil können verschiedene Führungsbögen verwendet werden, und es ist auch die Schwenkachse des Armes 15 höhenverstellbar gelagert.

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Während des Sehnittvorganges ist die Hauptsäule 1,2 fest im Tunnel verspannt, muß aber für den Vorschub gelöst werden. Der Maschinenrumpf 6 besitzt zwei seitliche,als Zylinder-Kolbeneinheit ausgebildete und daher längsversteHbaije Pendelstützen 18, die am Maschinenrumpf bzw. an Seitenträgern 19 des Maschinenrumpfes und in ihren Schuhen 20 kugelgelenkig gelagert sind. Die Schuhe der Pendelstützen sind durch ein schräg nach hinten verlaufendes, ebenfalls längsverstellbares Gestänge 21 mit dem Maschinenrumpf 6 gelenkig verbunden. ^ Hinten ruht die Maschine auf zwei nicht angetriebenen Stützraupen 22, die das Fahrwerk bilden. Auf den Stützraupen 22 ist ein um die Achse 23 schwenkbarer Tragrahmen 24 angeordnet, der ein mittels einer motorisch antreibbaren Gewindespindel höhenverstellbares Lager besitzt, das einen am Hinterende des Maschinenrumpfes 6 vorgesehenen Tragzapfen 25 aufnimmt, Durch Drehung der Spindel kann das Lager mit dem Tragzapfen 25 und dem Maschinenrumpf 6 zur Höhenkorrektur aufwärts und abwärts geschwenkt werden, wozu allerdings die Hauptsäule aus ihrer Verspannung gelöst sein nuß, damit sie die gewünschte ITeigung erhalten kann, was sodann infolge nunmehr geneigter Schwenkebene der Segmente 11,12 ein Ansteigen oder Abfallen der Tunnelsohle zur Folge hat (Fig.19)·

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Zum Rückwärtsfahren der Maschine (Pig.21) ist eine mit einem eigenen Antrieb versehene, !zusätzliche Fahrraupe 26 vorgesehen, die während der Arbeit hochgezogen ist und nur für die Rückwärtsfahrt hydraulisch an die Tunnelsohle angestellt wird.

Zur Seitenführung und Lenkung der Maschine im Tunnel dienen zwei seitwärtsgerichtete Ausleger 27, die Gleitkufen 28 tragen. Die Gleitkufen 28 können mit Hilfe hydraulischer Kolbentriebe 29 in waagrechter Ebene verstellt v/erden. In die Ausleger 27 sind hinten lange Iiolbentriebe 30 eingebaut, so daß die hinteren Auslegerstreben verkürzt und dadurch die Ausleger 27 nach hinten geschwenkt werden können, um das Rückwärtsfahren der Maschine nicht zu behindern. Es versteht sich von selbst, daß die Ausleger so gelenkig ausgebildet sein müssen, daß diese Schwenkbewegung und auch die Verstellbewegung der Gleitkufen 28 ermöglicht wird. Durch das Zurückschwenken der Ausleger können auch die Segmente 11,12 über ihre quergerichtete Ausgangsstellung hinaus rückwärtsgeschwenkt werden, so daß die Messerköpfe 13 die Tunnelseitenwände beim Rückwärtsfahren nicht berühren.

Bei größeren Tunnelquerschnitten, ist ein frühzeitiges Einbringen eines Tunnelausbaus wichtig, da jede Setzung des Gebirges mit den dabei freiwerdenden großen Kräften vermieden werden muß. Die Sicherung des Ausbruches ist bei der erfindungsgemäßen Maschine schon unmittelbar hinter dem lirstfraser H bzw. den Gleitkufen 28 möglich.

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Als Beispiel ist ein Stahlringausbau 31 in den 1 und 2 dargestellt.

Zur Anforderung des Ausbruchmaterials sind an den Segmenten seitlich untereinander schräge Leitbleche 32,33 und darunter eine Schüttelrutsche 34 vorgesehen, die das abgearbeitete Material einem auf der Hauptsäule gelagerten Förderrad 35 zuführen, das es an ein nach hinten laufendes förderband 36 weitergibt. Das an der Tunnelsohle anfallende Gestein wird von einem um die Hauptsäule herum gebauten Flügelkratzförderer 37 aufgenommen und über eine Rinne 38 (Fig.1) einem weiteren Bandförderer 39 übergeben. Bei kleineren ühinnelquerschnitten kann die Materialabfuhr in der oberen Tunnelzone entfallen, es wird dann nur der Flügelkratzförderer 37 mit der Rinne 38 und dem Bandförderer 39 verwendet.

Die Maschine arbeitet folgendermaßan: Die Maschine hat gemäß Fig 5 beim letzten Arbeitszyklus den dick ausgezogenen Halbkreis abgearbeitet, die Hauptsäule 1,2 wurde um den Vorschub V vorgeschoben und die Segmente 11, 12 befinden sich mit den Messerköpfen 13 in den Auegangsstellungen a,b. Nun werden beide Schwenkarme mit Hilfe der Ketten 8 vorwärts zur Tunnelmitte geschwenkt, wobei die Messerköpfe die in Fig, 4 schraffiert dargestellte Fläche abarbeiten. Mit fortschreitender Schwenkbewegung nimmt dabei die Schnittbreite zu. Um eine gleichmäßige Belastung der Y/erkzeuge auf der ganzen Schnittbahn zu erreichen, können die Segmente 11 ,Έ zuerst schneller und dann immer langsamer bewegt werden, bis die

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Stellungen c,d erreicht sind (Fig.6). Um auch das Gestein zwischen den Messerköpfen 13 auf der Strecke c-d abzuarbeiten, schwenkt das Segment 11 weiter, während das Segment 12 bereits seinen Rücklauf beginnt (Fig.7). Beim nächsten Arbeitszyklus wird zur Erzielung eines symmetrischen Vortriebes das Segment 12 bis zurStellung d weitergeschwenkt, während das Segment 11 zurückläuft (Fig.8). Gleichzeitig mit der Bearbeitung der Tunnelbrust wird auch der Firstmesserkopf 14 mit seinem Schwenk-φ arm 15 auf dem Führungsbogen 17 bewegt und schneidet das am Tunnelfirst verbleibende Bogenstück mit der Vorschubbreite V. Gemäß Fig. 9 haben beide Segmente 11,12 die Ausgangsstellungen a,b erreicht und verbleiben dort während der nun folgenden Vorschubbewegung, die sie aber selbstverständlich mit der ganzen Maschine mitmachen. Nach den Fig. 10-12 ist nur ein Segment 11 vorgesehen, das dann über etwa 180° verschwenkt werden muß. Es kommt dabei aus der Ausgangsstellung a in die Endstellung b, die wieder der Ausgangsstellung nach vollzogenem Maschinenvorschub entspricht. Sowohl bei nur einem Segment, als auch bei Doppelsegmentanordnung ist der Vorschub V größer als die MeseerBreite. Das Gestein wird daher hinterschnitten und das stehenbleibende Gestein abgedrückt. Der Vorschub V setzt sich also aus der Messerbreite und der Brechbreite zusammen.

Während des Schnittvorganges ändern die für den Vorschub und die Lenkung bestimmten Vorrichtungen ihre

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Lage nicht. Sie befinden sich in der sogenannten Arbeitsstellung, in der die Hauptsäule 1,2 fest verspannt ist und die Schnittkräfte übernimmt. Der Maschinenrumpf 6 ruht hinten auf den Stützraupe^n 22, die Pendelstützen 18 sind eingezogen (Fig.13).'Nach beendetem SchnittVorgang werden die Pendelstützen 18 verlängert, ihre Schuhe 20 also an die Tunnelsohle angestellt. Die Gleitkufen 28 werden mit Hilfe der EoIbentriebe 29 von den lunnelseitenwänden etwas zurückgezogen. Da sich der Maschinenschwerpunkt S hinter den Pendelstützen 18 be- ■

findet, schwenkt der Maschinenrumpf 6 nach dem Einziehen der Hauptsäule 1,2 und bei weiterem Anstieg der Hubkraft der Pendelstützen um die Achse 23 des Tragrahmens 24, so daß sich die Bodenplatte 3 der Hauptsäule vom Boden abhebt (Fig.14). Nun wird das Gestänge 21 verkürzt, so daß sich die Pendelstützen 18 nach vorne neigen. Da die Schuhe 20 durch das Maschinengewicht belastet sind und eine größere Bodenreibung aufweisen, bilden sie einen Fixpunkt, während die beiden Stützraupen 22 bei ä

neigung der Pendelstützen um den Vorschubweg V vorwärtsrollen (Fig.15). Damit hat die Hauptsäule ihre neue Stellung erreicht, die beiden Teile 1,2 werden zur Verspannung der Hauptsäule im Tunnel auseinandergeschoben und ein neuer SchnittVorgang kann beginnen (Fig.16). Gleichzeitig kann durch Verlängerung des Gestänges 21 und Verkürzung der Pendelstütaen 18 die Ausgangsstellung der Vortriebsvorrichtung für einen neuen Vorschubvorgang erreicht werden (Fig.17).

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Bevor die Hauptsäule nach Beendigung des Vorschubes im Tunnel verspannt wird, kann die genaue Lage der Maschine im Tunnel vermessen werden, um gegebenenfalls notwendige Richtungskorrekturen vor Beginn des neuen Arbeit szyklusses vornehmen zu können. Zur Korrektur von zeitlichen Abweichungen der Rumpfachse von der geforderten Tunnelachse oder zum Bohren von Kurven nach rechts oder links werden die Gleitkufen 28 mit Hilfe der Kolbentriebe 29 verstellt (Pig.18). Abweichungen der Maschine von der Tunnelachse in der Vertikalebene können durch Verstellung des lagers für den Tragzapfen 25 im Tragrahmen 24 ausgeglichen werden, wie dies in Kg. 19 dargestellt ist. Auf die gleiche V/eise wird ein ansteigender oder sich senkender Vortrieb erreicht. Hat sich die Hauptsäule 1,2 seitwärts geneigt, so kann dies durch Verlängern und Verkürzen der Pendelstützen 18 gemäß Pig, 20 korrigiert werden.

Das Rückwärtsfahren ist für Manöverbewegungen und zum Herausfahren der Maschine aus dem Tunnel notwendig. Es soll im Gegensatz zum Vorschub, der nur kleine, schrittweise Bewegungen erfordert, schneller und kontinuierlich möglich sein. Vor dem Zurückfahren müssen zunächst alle mit der Tunnelwand in Berührung stehenden Teile eingezogen bzw. zurückgeschwenkt werden. Zum Rückwärtsfahren wird die Raupe 26 bei eingezogenen Pendelstützen 18-an die Tunnelsohle angestellt, wonach die Hauptsäule 1,2 aus ihrer Verspannung gelöst und durch weiteres Ausfahren der Raupe von der Tunnelsohle abgehoben wird. Die Maschine ruht dann lediglich auf den Raupen 22 und 26 und kann durch Antrieb der Raupe 26 mit eigener Kraft bewegt werden.

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Claims

Patentansprüche :

1.) Vortriebsmaschine für Tunnels, Stollen,

Kanäle od.dgl. mit rotierenden und zusätzlich um eine quer zur Tunnelachse gerichtete Achse schwenkbaren Werkzeugen und mit einem während der Arbeitsbewegung der Werkzeuge im Tunnel verspannten Maschinengestell, dadurch gekennzeichnet, daß die in an sich bekannter Weise als umfangsseitig schneidende Messerköpfe (13) ausgebildeten Werkzeuge am Umfang wenigstens eines Segmentes (11,12) angeordnet sind, das einem ^ Abschnitt des Tunnelprofils angepaßt ist und auf einer für sich im Tunnel verspannbaren Hauptsäule (1,2) schwenkbar lagert, die einen Teil des Maschinengestells bildet und starr mit einem sich nach hinten erstreckenden Maschinenrumpf (6) verbunden ist, der in an sieh bekannter Weise ein Fahrwerk (22) bzw. Vorschubaggregat (18,20,21) aufweist, wobei bei vertikaler Anordnung der Haupt säule hinter dieser im Fr^Lstbereich wenigstens ein zusätzlicher um die Tunnelachse oder eine zu ihr parallele Achse schwenkbarer Messerkopf (14) vorgesehen ist.

2. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptsäule in an sich bekannter Weise aus wenigstens zwei unter Hydraulikdruck teleskopartig auseinanderschiebbaren-'Teilen (1,2) besteht.

3. Vortriebsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptsäule (1,2) in an sich bekannter Weise an ihren Enden zwei Stützplatten bzw. eine Boden- und eine Firstplatte (3i4) trägt.

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4. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Segment (11,12) eine Endloskette

(8) od.dgl. angreift, die in einer koaxial zur Hauptsäule (1,2) angeordneten Bogenführung (7) läuft und hin- und herbewegbar ist.

5. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hinter der Hauptsäule (1,2) im Firstbereich, vorgesehene Messerkopf (14) an einem Schwenkarm (15) angeordnet ist, der ein angetriebenes Ritzel (16) trägt, das sich auf einem verzahnten Führungsbogen (17) abwälzt.

6. Vortriebsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5? dadurch gekennzeichnet, daß sich der Maschinenrumpf (6) hinten mit einem Fahrwerk (22) auf der Tunnelsohle abstützt und als Vorschubaggregat in seinem vorderen Bereich zwei seitliche,an die Tunnelsohle anstellbare Pendelstützen (18) besitzt, die in ihrer länge verstellbar und deren Schuhe (20) durch ein schräg nach hinten verlaufendes, ebenfalls längsverstellbares Gestänge (21) mit dem Maschinenrumpf gelenkig verbunden sind.

7. Vortriebsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelstützen (18) am Maschinenrumpf und in den Schuhen (20) kugelgelenkig gelagert sind.

8. Vortriebsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenschwerpunkt (S) bei vom Tunnelfirst zurückgezogener Hauptsäule (1,2) und zurückgeschwenktem Segment (11,12) hinter den Pendelstützen liegt.

9. Vortriebsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Fahrwerk (22) ein um eine quer zur Fahrtrichtung liegende Horizontalachse (23) schwenkbarer

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!Dragrahmen (24) angeordnet ist, der ein höhenverstellbares Lager besitzt, das einen am Hinterende des Maschinenrumpfes (6) ' vorgesehenen Tragzapfen (25) aufnimmt.

10. Vortriebsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenrumpf (6") mit einem zusätzlichen, fallweise an die Tunnelsohle anstellbaren und angetriebenen !fahrwerk (26) ausgestattet ist.

11. . Vortriebsmaschine nach einem oder mehreren

der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenrumpf (6) mit seitwärts gerichteten Auslegern (27) versehen ist, anjdenen in waagrechter Ebene verstellbare Gleitkufen (28) befestigt sind.

12. Vortriebsmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleger (27) Zurückschwenkbar sind. 13· Vortriebsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenrumpf (6) aus mehreren aneinandergeflanschten, rechteckig rohrförmigen Schüssen besteht, in denen der Führerstand mit den Schalt- und Steuergeräten, Hydraulikaggregaten u.dgl. untergebracht ist.

H. Vortriebsmaschine nach einem oder mehreren

der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Tunnelsohle ein um die Haupt säule (1,2) herum gebauter Jlügelkratzfö'rderer (37) mit naehgeordneter Schrägrinne (38) od.dgl. und weiter nach hinten führendem Bandförderer (39) vorgesehen ist.

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15. Vortriebsmaschine nach Anspruch 14» dadurch

gekennzeichnet, daß das Segment (11,12) seitlich untereinander schräge leitbleche (32,33) und gegebenenfalls eine Schüttelrutsche (34) od.dgl. trägt, die das von den Messerköpfen (13) abgearbeitete Material einem auf der Hauptsäule (1,2) gelagerten Förderrad (35) zuführen, das es an ein nach hinten laufendes Förderband (36) weitergibt.

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