DE1583037C3 - Ausleger für eine Vortriebsmaschine, insbesondere eine Tunnelbohrmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ausleger für eine Vortriebsmaschine, insbesondere eine Tunnelbohrmaschine, dessen von einem Antrieb angetriebener Sehneidkopf an einer in einem als Führungsrohr ausgebildeten Gehäuse telcskopartig verschiebbaren Welle angeordnet und mittels eines Vorschubzylinders in Vortriebsrichlung vorschiebbar ist.

Vortriebsmaschinen mit solchen Auslegern verwendet man z. B. für das Bohren von Tunneln oder Kanälen, in denen Röhren, /.. B. Abwasserleitungen, verlegt werden. Da hier der Bohrlochdurchmesscr im allgemeinen nicht größer als 1000 mm ist, müssen klein bauende Vortriebsmaschinen verwendet werden, die in der zu verlegenden Röhre arbeiten. Die Röhre wird im sogenannten Rohrvorprcßverfahrcn mittels Pressen in das Erdreich vorgetrieben, wobei sich in der Röhre ein fester Erd- bzw. Gesteinspfropfen bilden kann, der von der Vortriebsmaschine gelöst wird. Das gelöste Haufwerk wird in der Röhre von der Ortsbrust abgefördert. Bei solchen Maschinen erfolgt der Vorschub durch den Vortrieb der Röhre, in der die Vortriebsmaschine arbeitet. Unabhängig hiervon weist die Maschine eine eigene Vorschubvorrichtung auf, mit der der Schneidkopf bei der Vortriebsarbeit vorgeschoben werden kann.

Es sind Vortriebs- und Bergbau-Gcwinnungsmaschinen in verschiedenen Ausführungen bekannt, die mit einem in Vortriebs- bzw. Abbaurichtung vorschiebbaren Ausleger mit einem daran angeordneten rotierenden Bohr- oder Schneidkopf versehen sind (US-PS 28 33 531. Bergbau-Wissenschaften 14 (1967), Nr. 9, S. 361). Bekannt ist hierbei auch eine Streckenvortriebsmaschine für den Bergbau, deren von einem Antrieb angetriebener Schneidkopf an einer in einem als Führungsrohr ausgebildeten Auslegergchäuse tcleskopartig verschiebbaren Welle angeordnet und mittels Vorschubzylinder in Vortriebsrichtung vorschiebbar ist. Bei dieser Maschine besteht der Ausleger aus dem das Auslegergehäusc bildenden Führungsrohr, welches von zwei teleskopartig ein- und ausfahrbaren zylindrischen Rohrteilen gebildet ist. In diesem Teleskoprohr ist die Antriebswelle des Schneidkopfes angeordnet. Die Antriebswelle besteht ihrerseits aus einer Hohlwelle, mit der über eine Kupplung eine den Schneidkopf tragende Welle drehschlüssig, jedoch in Axialrichtung verschiebbar verbunden ist. Der Ausschub der Welle und damit der Vorschub des Schneidkopfcs in Vortriebsrichtung erfolgt mittels mehrerer Vorschubzylinder. die außerhalb des eigentlichen Auslegcrgchäuses zwischen den iclcskopartig ein- und ausfahrbaren Rohren des Gehäuses angeordnet sind. Die Anordnung der Vorschubzylinder an der Außenseite des Auslegers führt zu verhältnismäßig großen radialen Abmessungen des Auslegers. Außerdem besteht die Gefahr von Beschädigungen der Vorschubzylinder und ihrer Kolbenstangen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen für eine Vortriebsmaschine bestimmten Ausleger der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich durch vergleichsweise einfache und raumsparende Bauweise sowie geringe Verschmutzungs- und Störungsanfälligkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst.; daß der Vorschubzylinder im Inneren des Führungsroh- i res angeordnet ist und eine die Welle des Schneidkopfes j bildende durchgehende, beidseitig aus dem Zylinder herausgeführte Kolbenstange aufweist, die auf der dem: Schneidkopf gegenüberliegenden Seite über ein Kupp-· lungsorgan mit dem Antrieb drehschlüssig verbunden; ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Ausleger liegt der] Vorschubzylinder mit seiner Kolbenstange demgemäß geschützt im Inneren des Auslegergehäuses, so daß er; keiner Verschmutzung oder Beschädigung durch äußere' Einwirkungen ausgesetzt ist. Da die Kolbenstange des Vorschubzylinders zugleich die Welle für den Antrieb des Schneidkopfes bildet, entfällt auch eine zusätzliche Welle, die alsTcleskopwelle ausgebildet werden müßte. Infolgedessen ergibt sich eine gegenüber dem bekannten Ausleger beträchtliche bauliche Vereinfachung. Der erfindungsgemäßc Ausleger baut erheblich kompakter, da keine außen liegenden Vorschubzylinder angebaut zu> werden brauchen. Das eigentliche Auslegergehäuse kann aus einem einfachen Führungsrohr bestehen.

Der Drehantrieb der Kolbenstange des Vorschubzylinders läßt sich in einfacher Weise dadurch erreichen, daß die Kolbenstange über eine in dem Führungsrohr liegende Schiebekupplung mit dem Antrieb bzw. einem Getriebeorgan desselben drehschlüssig, jedoch axial verschieblich verbunden ist. Dabei weist die Schiebe-! kupplung zweckmäßig eine die Kolbenstange umgreifende Drehhülse auf, die mit axial verlaufenden Schlitzen versehen ist, in die an der Kolbenstange angeordnete radiale Ansätze, wie Gleitsteine od. dgl'.

verschiebbar eingreifen. Mit der Drehhülse kann das aus einer Einsteckmuffe bestehende Kupplungsorgan für den Drehantrieb verbunden werden, welches über das antriebsseitige Kolbenstangenende vorragt.

Damit sich das Zylinderrohr im gleichem Drehsinne und mit gleicher Geschwindigkeit dreht wie die Kolbenstange des Vorschubzylinders, empfiehlt es sich, die Schiebekupplung bzw. deren Drehhülse drehschlüssig mit dem Zylinderrohr des Vorschubzylinders zu verbinden.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Auslegers dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine mit einem erfindungsgemäßen Ausleger versehene Vortriebsmaschine im Längsschnitt durch einen im Vortrieb befindlichen Tunnel,

F i g. 2 einen Schnitt nach Linie H-II der Fig. 1,

Fig. 3 den Ausleger der Vortriebsmaschine gemäß Fig. 1 in Seitenansicht,teilweise im Längsschnitt.

Aus den Fig. 1 und 2 ist ein Tunnel 1 mit kreisförmigem Aufbruchsquerschnitt zu erkennen, in dem eine Röhre 2 liegt, die z. B. einen Durchmesser von 1000 mm hat.

In der Röhre 2 ist eine Vortriebsmaschine angeordenet. Diese weist einen Drehstuhl 3 mit einem Rahmenausleger 4 auf, an dem ein als Bohrlafette ausgebildeter Ausleger 5 in Schwenklagcrn 6 heb- und senkbar gelagert ist. Die Verschwenkung des mit einem Bohrkopf 7 versehenen Auslegers erfolgt mittels Druckzylinder 8. Der Antrieb des Bohr- oder Schneidkopfes 7 der z. B. aus einem hydraulischen Antrieb bestehen kann, ist mit 9 bezeichnet; er ist als Gegengewicht auf der dem Schneidkopf gegenüberliegenden Seite des Schwenklagers 6 an dem Ausleger angeflanscht.

Es ist ersichtlich, daß der Ausleger 5 mittels des Drehstuhles um eine vertikale Achse geschwenkt werden kann, während die Verschwenkung um die horizontale Achse des Schwenklagers 6 durch die Zylinder 8 bewirkt wird.

Mit 10 ist ein am Boden der Röhre 2 unter der Maschine hindurchgeführter Förderer, z. B. ein Zweikettenkratzförderer, bezeichnet, der im Abstand hinter der Ortsbrust und der dort arbeitenden Vortriebsmaschine bei 10' nach oben hochgeführt ist, so daß er das Haufwerk auf ein nachgeschaltetes Fördermittel, z. B. in einen Schrapperkasten 11, abwerfen kann. Der Förderer 10 liegt in Abspanngestellcn 12, die mittels Stempel 13 in der Röhre 2 abspannbar sind. Die Stempel 13 tragen an ihrem Kopf eine zylindrisch gewölbte Schildplatte 14, die sich dicht gegen die Innenwand der Röhre 2 legt. Die Abstützfläche der Abspanngestelle 12 ist entsprechend zylindrisch gewölbt.

Für den Vorschub der Maschine ist eine Vorschub- und Führungsvorrichtung vorgesehen. Diese besteht aus zwei parallelen Führungsrohren 15 von z. B. 2 m Länge, an die radiale Stegbleche 16 angeschweißt sind, die mit den Abspanngestellen 12 verbunden sind. In den beiden Führungsrohren 15 liegt jeweils ein hydraulischer Vorschubzylinder 17, dessen Länge (im eingeschobenen Zustand) erheblich, zweckmäßig etwa um das Zwei- bis Vierfache, kleiner ist als die Länge des Führungsrohres. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß durch Druckbeaufschlagung der beiden Vorschubzylinder 17 der Drehstuhl 3 in Vortriebsrichtung (Pfeil P) vorgeschoben wird, wobei er mit seinen beiden Gleitkufen 23' auf den Führungsrohren 15 gleitet. Die Vorschubzylinder 17 sind doppeltwirkend ausgebildet, so daß die Maschine bzw. der Drehstuhl 3 wieder zurückgefahren werden kann.

Zwischen den beiden Gleitkufen ist eine Liegewanne 25 für die Bedienungsperson der Maschine befestigt, die die Maschine an dem Steuerpult 26 steuert.

In Fig. 3 ist der erfindungsgemäße Ausleger der Maschine näher dargestellt. Er besteht aus einem Mantel- oder Führungsrohr 30, welches aus zwei an den Flanschen 31 miteinander verschraubten Rohrteilen 30' und 30" zusammengesetzt ist. Der Rohrteil 30" nimmt einen Vorschubzylinder 32 auf, mit dessen Kolben 33 eine durchgehende Kolbenstange 34 verbunden ist. Diese ist an dem einen Ende aus dem Zylinder herausgeführt. Sie trägt hier den Schneidkopf 7 oder ein sonstiges rotierendes Gewinnungswerkzeug. Mit 35 ist eine Lagerbuchse am Stirnende des Vorschubzylinders bezeichnet. Auf der anderen Seite des Kolbens ist die Kolbenstange 34 durch den Zylinderdeckel in den Rohrteil 30' herausgeführt. Mit 36 ist eine Führungsbüchse bezeichnet, die mit einer Dichtung 37 versehen ist. Mit dem Zylinder ist eine Drehhülse 38 verschraubt, welche die Kolbenstange in dem Rohrteil 30' umschließt und mit axial verlaufenden Schlitzen 39 versehen ist, in die jeweils ein Gleitstein 40 eingreift, der mit der Kolbenstange verschraubt ist. Die Teile 38 bis 40 bilden eine Schiebekupplung. Die Drehhülse 38 ist am freien Ende des Rohrteils 30' in einem Wälzlager 41 gelagert. Das ungeschlitzte Ende der Drehhülse 38 bildet eine Einsteckmuffe 42, welche eine innenverzahnung aufweisen kann, in die die (nicht dargestellte) Antriebswelle des Bohrantriebes bzw. die Abtriebswelle eines Getriebes, die in diesem Fall eine Außenverzahnung aufweist, zur Herstellung der drehschlüssigen Verbindung eingeschoben werden kann. Der Rohrteil 30' ist endseitig mittels einer angeschraubten Ringplatte 43 verschlossen. *

Am anderen Ende weist der Ausleger 5 an dem Rohrteil 30" einen Kopfteil 44 auf, der stirnscitig mittels einer Ringplatte 45 verschlossen ist, die einen mit dem Zylinder verschraubten Ring 46 umschließt. Zur Abdichtung dieser Teile dient ein Dichtring 47. Die Kolbenstange ist hier an der Führungsbüchse mittels der Dichtung 48 abgedichtet.

Mit 49 und 50 sind zwei Hydraulikanschlüsse am Führungsrohr bezeichnet, die über Bohrungen 51 in der Zylinderwand des Führungsrohres sowie über Bohrungen 52 in dem Vorschubzylinder eine Verbindung zu den beiden Zylinder-Innenräumen herstellen. Die Zuführung über den Anschluß 50 ist in dem Ringspalt zwischen dem Führungsrohr und dem Vorschubzylinder durch Dichtringe 53 abgedichtet.

Der Bohrantrieb bzw. dessen Getriebe wird an dem Flansch 54 des Rohrteils 30' angeflanscht, wobei die Motorantriebswelle bzw. die Getriebeabtriebswelle mit einer Außenverzahnung in die Innenverzahnung der Einsteckmuffe 42 eingreift, so daß eine drehschlüssige Kupplung erzielt wird. Über die Drehhülse 38 und die in deren Längsschlitze eingreifenden Gleitsteine 40 wird die durchgehende Kolbenstange 34 und damit der Schneidkopf 7 angetrieben. Da die Drehhülse 38 mit dem Vorschubzylinder 32 verbunden ist, wird auch der Zylinder in Drehung versetzt, so daß zwischen dem Kolben 33 und dem Zylinderrohr keine Relativbewegungauftritt.

Zum Vorschub des Schneidkopfes 7 wird die Druckflüssigkeit über den Anschluß 50 zugeführt. Die auf die rechte Kolbenseite wirkende Druckflüssigkeit schiebt die rotierende Kolbenstange in Pfeilrichtung P

vor. Der Zylinderraum auf der anderen (linken) Kolbenseite ist dabei über den Anschluß 49 an eine Ablaßleitung angeschlossen.

Soll nach erzieltem Vorschub des Schneidkopfes 7 dieser zurückgeholt werden, so wird über den Anschluß 49 der Zylinderraum auf der linken Kolbenseite vom Druck beaufschlagt, während der Raum auf der gegenüberliegenden Kolbenseite an die Ablaßleitung angeschlossen wird.

Während des normalen Bohrbetriebs arbeitet die Maschine im allgemeinen nur mit dem Vorschub des in dem Ausleger 5 angeordneten Vorschubzylinders 32. Der zusätzliche Vorschub der in den Gleitführungen angeordneten Vorschubzylinder 17 braucht im allgemeinen nur dann ausgenutzt zu werden, wenn beim Anbau bzw. beim Anschweißen eines neuen Rohrabschnittes an das außen liegende Ende der Röhre Stillstandzeiten in der Vorschubbewegung der Röhre eintreten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ausleger für eine Vortriebsmaschine, insbesondere eine Tunnelbohrmaschine, dessen von einem Antrieb angetriebener Schneidkopf an einer in einem als Führungsrohr ausgebildeten Gehäuse teleskopartig verschiebbaren Welle angeordnet und mittels eines Vorschubzylinders in Vortriebsrichtung vorschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubzylinder (32) im Inneren des Führungsrohres (30) angeordnet ist und eine die Welle des Schneidkopfcs (7) bildende durchgehende, beidseitig aus dem Zylinder herausgeführte Kolbenstange (34) aufweist, die auf der dem Schneidkopf «5 gegenüberliegenden Seite über ein Kupplungsorgan (42) mil dem Antrieb drehschlüssig verbunden ist.

2. Ausleger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (34) über eine in dem Führungsrohr (30) liegende Schiebekupplung (38 bis 40) mit dem Antrieb bzw. einem Getriebeorgan desselben drehschlüssig, jedoch axial vcrschieblich verbunden ist.

3. Ausleger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebckupplung eine die Kolben- *5 stange (34) umgreifende Drehhülse (38) aufweist, die mit axial verlaufenden Schlitzen (39) versehen ist, in die an der Kolbenstange angeordnete radiale Ansätze, wie Glcitsleine (40) od. dgl., verschiebbar eingreifen.

4. Ausleger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Drehhülse (38) das aus einer Einsteckmuffe bestehende Kupplungsorgan (42) finden Drehantrieb verbunden ist. welches über das anlriebsscitige Kolbcnstangenendc vorragt.

5. Ausleger nach einem der Ansprüche 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebekupplung bzw. deren Drehhülse (38) drehschlüssig mit dem Zylinderrohr des Vorschubzylinders (32) verbunden ist.