DE1938818A1

DE1938818A1 - Werkzeug fuer einen Drehkopf einer im Dauerbetrieb arbeitenden Bohr- oder Abbaumaschine

Info

Publication number: DE1938818A1
Application number: DE19691938818
Authority: DE
Inventors: Marcel Montacie
Original assignee: BLANZY OUEST UNION INDLE
Current assignee: BLANZY OUEST UNION INDLE
Priority date: 1968-08-13
Filing date: 1969-07-30
Publication date: 1970-02-19
Also published as: NL6911182A; SE352124B; NL160051C; ES369719A1; FR1597434A; ES376348A2; US3773387A; GB1270276A; BE736847A; CH510197A; NL160051B

Description

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. H. LEINWEBER dipl-ing H. ZIMMERMANN

O 1 O ⁸ München 2, Rosentai 7, 2.Au»g.

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TaL-Adf. ieinpat MUndien Telefon (0811)261989

30. Juli 1969

Unser Zeichen

UIION INDUSTRIELLE BLINZY-GUEST, Paris /Frankreich

Werkzeug für einen Drehkopf- einer im Dauerbetrieb arbeitenden

."-., Bohr- oder Abbaumaschine

Die Erfindung bezieht sich auf'ein Werkzeug für einen Drehkopf einer im Dauerbetrieb arbeitenden Bohr- oder Abbaumaschine, insbesondere dessen Anordnung: auf einem Werkzeughalter, der gegenüber dem Drehkopf der"Maschine eine Schwenkbewegung durchführt. . - ·

Bekanntlich haben die herkömmliehen Maschinen einen oder zwei am Vorderteil angeordnete^ Drehköpfe mit Werkzeugen, die auf starre Werkzeughalter aufgebracht sind und aufgrund eitles . Drucks von hinten das Gestein-bearbeiten._

Bei derartigen Maschinen können die auf den Kopf ortsfest aufgebrachten'Werkzeuge öder Bearbeitungsschneiden nur bei Stillstand der'Maschine verlagert werden, um entweder die Schneide zu ersetzen oder während der Rückwärtsbewegung'der. Maschine den Platzbedarf zu verringern. -

Ziel der Erfindung ist es j die Anzahl der auf den Kopf aufzubringenden Werkzeuge dadurch zu vermindern, daß diese auf

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!Werkzeughalter aufgebracht .werden, die in Drehungversetsbar ■ sind., aber darüberhinaus in einer durch die Drehachse des Kopfes !■verlaufenden Ebene beweglich- sind, wodurch sie über einen !größeren Bereich des AbbaustoSes verschwenkbar; sind als bei

;starrer Montierung. .

Die.gesamte Oberfläche des Tunnelabbaustoßes wird'auf- !diese Weise von einem oder mehreren Werkzeugen bearbeitet, die ;bei Durchführung der beiden Bewegungen, denen sie unterworfen !sind, im Umriß eine spiralförmige Bahn beschreiben, deren Steigungshöhe dem Abstand zwischen den konzentrischen Kreisen; entspricht, die die Werkzeuge der bekannten Maschinen ■beschreiben. ^; .

Gegenstand der Erfindung ist ein Werkzeug für den Drehkopf einer im Dauerbetrieb arbeitenden Tunneibohr- oder Abbaumaschine, das sich im wesentlichen dadurch auszeichnet, daß es. auf einen·Werkzeughalter aufgebracht ist, der in einer durch die ■Drehachse des ihn tragenden Drehkopfes hindurchgehenden-Ebene -durch eine Vorrichtung in eine Schwenkbewegung "versetzbar ist,.. ■die auf dem Drehtopf angeordnet ubg durch'"dessen Drehachse hindurch mit Energie speisbar ist.

ErfindungsgemäS kann auf diese Weise der den Kopf einer !Bohrmaschine."beaufschlagende"und für deren Betrieb notwendige !Gesamtschub vermindert werden. Der jedes Werkzeug zu beaufjschlagende individuelle Schub bleibt nämlich unter gleichen Ar-Ibeitsbedingungen gleich: der Sesamtschub ist also proportional zur verminderten Anzahl Werkzeuge, die im Höchstfall bis auf eines verringert werden können. Bekanntlich werden aber-"aus ■ ί mechanischen Gründen und insbesondere im Fall einer Bearbeitung |von hartem Boden die "-Möglichkeit^n der Maschine durch diesen

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Gesamtschub begrenzt. .

Da die Anzahl Werkzeuge sowie der erforderliche Gesamtschub in hohem Maße das Gewicht, uhddie Gestehungskosten der Maschine beeinflussen, ist eine mit den Werkzeugen gemäß der Erfindung ausgestattete Maschine billiger und ermöglicht aufgrund der geringeren Investierungen und der dadurch bedingten niedrigeren Abbaukosten unterirdische Bohrarbeiten zu niedrigem Preis.

-Im allgemeinen erzeugt eine identische Kraft, die durch eine höhere Drehzahl des erfindungsgemäßen, jedoch einem geringeren Schub unterworfenen Werkseugkopfes geliefert ist, einen identischen Vorschub der Maschine.

Umgekehrt kann bei einem gegebenen Gesamtschub aufgrund der verringerten Anzahl der Werkzeuge für jedes Werkzeug ein höherer Einzelschub vorgesehen werden, der ihren Wirkungsgrad erhöht. " ,- ' . .

Eine einfache Schwenkbewegung- erhält man, indem man einen um sine im Raum, senkrechte Achse verschwenkbaren Werkzeughalter an der Achse des Drehkopfes befestigt.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, una zwar zeigen

Fig. 1 ein -Prinzipschema für das Bohren eines Tunnels mit Hilfe einer mit vier verschwenkbaren Werkseugen versehenen Maschine,

Fig. 2 teilweise im Schnitt, eine Ansicht eines auf einen Drehkopf aufgesetzten verschwenkbaren Werkzeugs,

Fig. 3 eine Stirnansicht eines sit vier verschwenkbaren Werkzeugen versehenen Bohrkopfes, und

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Fig. 4 bis? teilweise im Schnitt,schematisch die jeweilige , "Anordnung-der-" "Werkzeuge von Fig. 3.

Fig. 1 zeigt einen Bohrkopf 1, der in Pfeilrichtung 2 um
seine Achse 3 in Drehung versetzt und mit Werkzeugen gemäß der
!Erfindung ausgestattet ist, die auf Werkzeughalter 4 montiert
!sind. Letztere sind um eine Welle 5 verschwenkbar, die auf einem

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jTräger 6 aufsitzt, an dem auch eine Antriebswinde 7 befestigt
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ist, die die Schwenkbewegung des Werkzeughalters 4 gewährleistet.

Ein zu bohrender zylindrischer Tunnel 8 hat einen Abbau- _: boden in Form eines Rings mit der Achse 3 und mit rechtwinkligem-' iHalbprofil, dem Kreissektor 9. . '■■

\ Der dargestellte Kopf hat vier verschwenkbare Werkzeuge, ^: die jeweils vier gleiche, mit Pfeilen versehene Kreisbögen 10, 11:, 12 und 13 bearbeiten. Die Werkzeuge sind in ihrer Hochstellung ; {durch mit Pfeilen versehene Geraden schematisch dargestellt, die ; jdie Achsen 14,15,16 und 17 der Werkzeughalter kennzeichnen.
[Pfeile 14a, 15a, 16a und T7a bezeichnen - ausgehend von der Hoch-; stellung - ihre Bewegungsrichtung zum Bearbeiten des entsprechenjden Kreisausschnitts.

j Diese Darstellung ist selbstverständlich schematisiert, ; jdenn die Achsen der auf dem Bohrkopf verteilten Werkzeughalter
!befinden sich niemals gleichzeitig in der gleichen rechtwinkligen; iQuerschnittsebene. Die Tiefstellung dieser Achsen, d.h. die
!Stellung, nachdem der Bohrkopf 1 eine halbe Drehung durchgeführt ■ ,hat, ict punktiert dargestellt.

- Fig. 2 zeigt ein Rädchen 18 des oberen Werkzeugs, das auf ' eine starre Welle 22 drehbar montiert ist, die in ein Lagerhalterteil 26 eingesetzt 1st, das am Ende des um eine Welle 32 ver- ; /schwenkbaren Werkzeughalters 4 befestigt ist. Der Werkzeughalter I

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4 ist durch eine in zwei Richtungen wirksame Winde 7 verschwenkbar, die über Lagerzapfen 31 auf einem aus zwei Flanschen bestehenden Träger 5 verschwenkbar ist. Eine fest mit dem Kolben der Winde 7 verbundene Stange 30 nimmt den aus zwei Blechflanschen bestehenden Werkzeughalter 4 über eine dazwischen angeordnete und frei drehbare Achse 33 mit. Auf das mit einem Gewinde versehene Ende der Stange 30, das eine zylindrische Querbohrung der Achse 33 völlig durchsetzt, sind zwei Muttern 37 aufgeschraubt, die den'gewünschten,,Halt gewährleisten.

Der Drehkopf ist von der Art, wie er im Patent....(Patentanmeldung P 1809.552.8-25 vom 18.. November 1968) "Verstärkter Drehkopf für im Dauerbetrieb arbeitende Tunnel-Bohrmaschine" der Anmelderin beschrieben ist. Der Kopf 1 liegt über zwei Bollenlager 39 und 40, die die Drehachse 3 des. Kopfes bestimmen, auf

iner starren" Nase 38 auf, die das Vorderteil der Maschine bildet. ■ " - :

Ein Lager 41 überträgt während des Betriebs der Maschine den Schub und ein Gegenlager 42 hält den Kopf in.seiner Stellung fest, wenn er nicht in Berührung mit dem Abbaustoß steht. Durch eine mittige Öffnung 43 wird Druckmittel und elektrischer Strom für den Betrieb der Schwenkwinden eingespeist, die mit dem Kopf in Drehung versetzt., sind. '"""."■-.-

Fig. 3 zeigt die vier frei drehbaren Rädchen 18,-19, 20, 21, die Hauwerkzeuge .bilden und an den verschwenkbaren Werkzeughaltern 4,34, 35 bzw. % befestigt sind. Letztere sind um vier Wellen 31 angelenkt, die unter gleichem Abstand von der Achse des Kopfes 1 angeordnet und in der senkrecht zur Achse verlaufenden Ebene jeweils, um 90° versetzt sind. Durch die Hin- und Herbewegung des Werkzeughalters werden die vier konzentrischen.Be-

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■reiche bearbeitet, die durch die versetzt schraffiert gezeichneten Sektoren 10a, 11a, 12ä bzw. 13a schematisch dargestellt j sind. Der Sektor 13a endet dabei in einer auf der Drehachse des . !Kopfes liegenden Spitze und entspricht einem Vorschub des Abbau- !Stoßes in Form eines Konus.

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' Der Schwenkwinkel jedes einzelnen WerSzeughalters beträgt j ca. 30°.

i Der Kopf 1 dreht sich in Sichtung des Pfeils 2 und Becher ;44 sammeln bei ihrem-Vorbeilauf am Tiefpunkt von den Gesteinsbrocken 45 einen Teil 45a auf, die'von ihnen, wenn sie durch den Hochpunkt laufen, durch eine öffnung Ab, die im Bereich des ent- .

,sprechenden Bechers in dem ihn tragenden RiBg vorgesehen ist, auf ein Förderband geleert und in Pachtung aes Pfeils 47 trans- .

sortiert werden, und zwar zu äea Zeitpunkt, wenn aer Hing die Vertikalstellung einnimmt, d.h. sich vor der in Fig-, 3 schraffiert, gezeichneten Stellung befindet.

Fig. 4,5,6 und 7 zeigen die Werkzeughalter'zu dem Zeitpunkt, wenn ihre Achse durch die Ebene der Figur läuft, wobei die entsprechenden: bearbeiteten Sektoren durch die an beiden En- ) den mit Pfeilen versehenen Bogen 10, TI, 12 "bzw. 13 gekennzeichnet sind. Diese Sektoren-grenzen'-'auf der Zeichnung dicht aneinander an, aber aus Gründen der- Betriebssicherheit überlappen sie sich an ihren Enden. Hinsichtlich Zusammenbau und Antrieb der Werkzeuge sind alle Teile gleich, mit Ausnahme der Werkzeughalter 4, 34, 35 und 36 selbst, deren Form durch die.Stellung im ■■ Raum bestimmt Ist, in die das ent sprechende Werkzeug ge- . bracht werden soll. " ' . ^; ,

Die Schv/enkbewegung der■'.Werkzeughalter um die Achse 32 ist daduröh."gewährleistet,'.daß diese auf Rollenlager montiert

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sind, die die auftretenden, großen Kräfte aufnehmen.

Jede Winde ist durch das-Öl-einer Zahnradpumpe gesteuert,-die von einem Elektromotor angetrieben und auf den Drehkopf montiert ist.. Die-.Umschaltung der Hin- und .Herbewegung ist durch Bahnbegrenzußgrsschalter gesteuert, die auf den Werkzeughaltern angeordnet sind und die Umschaltung der Laufrichtung des Elektromotors und-folglich der Umlauirichtung des Öls zum Speisen der Winden steuern.

Durch die Einstellung der Öldurchfluiämenge wird die Steigung der von den Bädchen auf dem Abbeustoß beschriebenen Spirale festgelegt.

Selbstverständlich sind die obigen Angaben nur beispielsweise gegeben. . .

So kann insbesondere die Schwenkbewegung des Werkzeugshalters in der durch die Achse des Drehkopfes hindurch gehenden Ebene sowohl eine Verschiebe- als auch eine Drehbewegung mit j tatsächlichem oder virtuellem Zentrum oder eine derartige Komjbination dieser beiden einfachen Beνίβ^η^εΐ! sein, daß der Axial-Ischnitt oder die deii AbbsustoB bildende krummlinige Mantellinia der Umlauffläche eine gegebene, für ate durclizuführende Erdarbeit geltende Kurve ist. Desgleichen kann die Ansaal der auf ein- und denselben Kopf su isontierendeii Werkzeuge entsprechend den Bedingungen der durch^üführeiiüenErdarueit, den Abmessungen des su bohrenden Tunnels und der einzusetzenden Energie erhöht oder vermindert werden.

Weiterhin kann anstelle der beschriebenen hydraulischen Winde zum Antrieb der Werkzeuge in Bezug auf den Drehkopf, beispielsweise ein elektromechanisches oder sogar rein mechanisches Mittel verwendet sein.,

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Das suf den Werkzeughalter montierte Werkzeug ist eine Scheibe, die frei um ihre eigene Achse drehbar ist, kann jedoch ebensogut ein Rädehen in Form eines Dreierkonus oder, im Gegensatz dazu, auch unbeweglich sein und die Form einer Hacke oder eines Messers haben, wobei das zu wählende Werkzeug von der Art des zu bearbeitenden Bodens abhängt-. -

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Claims

P a t e n t a ns ρ r ü ehe:

1. Werkzeug für einen Drehkopf einer im Dauerbetrieb arbeitenden Bohr- oder Abbaumaschine, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug auf einen Werkzeughalter (4) aufgebracht ist, der in eine Schwenkbewegung in einer durch die Achse des ihn tragenden Drehkopfes (1) verlaufenden Ebene durch eine Vorrichtung (7)" versetzbar ist, die .auf dem Drehkopf (1) vorgesehen und längs dessen Drehachse (3,43) hindurchmit Energie speisbar ist.

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2« Werkzeug nach Anspruch T, dadurch- gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung des Werkzeughalters (4) aus einer Winkelver-(Schwenkung gleichmäßiger Amplitude um eine im Raum senkrecht zur '"Achse (32) des Drehkopfes (1) verlaufende Achse¹ besteht.

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3. Werkzeug nach-Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für den Antrieb in eine-Winkelverschwenkung aus einer in- zwei Eichtungen wirksamen, hydraulischen Winde (7)

!besteht. ~ - V-

4. Werkzeug-nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrung der Winkelverschwenkung des Werkzeughalters

(4) durch Umkehrung der Drehrichtung einer Zahnradpumpe zum Speisen der Winde (7) mit Druckmittel gewährleistet ist.

5. Werkzeug nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung der Zahnradpumpe durch Umkehrung der Drehrichtung des zu deren Antrieb bestimmten Elektromotors, umschaltbar ist. *

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6. Werkzeug nach Anspruch T und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel eines Werkzeugs dem für den Dauerbetrieb notwendigen, ganzen Angriffswinkel des Abbaubodens geteilt durch die Anzahl der auf den Drehkopf (1) montierten Werkzeuge ist.

7. Werkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeughalter (4) unter gleichmäßigem Winkelsbstand auf den Drehkopf (1) aufgebracht sind.

δ. Werkzeug nach Anspruch 6, .dadurch .gekennzeichnet',- daß·. bei einem einzigen auf ,den Drehkopf (1) montierten Werkzeug dessen Schwenkvinkel dem gesamten für einen Dauerbetrieb notjwendigen Angriffswinkel des"Abbaustoßes „entspricht.

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