DE1953550C2

DE1953550C2 - Mit Rollenmeißeln bestückter Arbeitskopfeiner Einrichtung zum Abtragen von Gestein, insbesondere einer Vortriebseinrichtung zum Auffahren von Strecken, Schächten od. dgl

Info

Publication number: DE1953550C2
Application number: DE1953550A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl.-Berging. 4140 Rheinhausen Juengel
Original assignee: Jc Soeding & Halbach 5800 Hagen
Current assignee: Jc Soeding & Halbach 5800 Hagen
Priority date: 1969-10-24
Filing date: 1969-10-24
Publication date: 1974-03-21
Also published as: CA943981A; JPS4913121B1; FR2065498B1; US3695721A; FR2065498A1; NO127363B; DE1953550B1; NL7014948A; AT304411B; CH534777A; GB1304249A; SE359885B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Rollenmeißeln bestückten Arbeitskopf einer Einrichtung zum Abtragen von Gestein, insbesondere einer Vortriebseinrichtung zum Auffahren von Strecken, Schächten od. dgl., bei dem die Lagervorrichtungen der Rollenmeißel an einem Werkzeugträger gegen Federkraft nach dem abzutragenden Gestein hin bzw. von diesem weg beweglich geführt sind und in jedem Rollenmeißel ein Vibrator angeordnet ist, der den Rollenmeißel in Schwingungen versetzt, die parallel zur möglichen Bewegung der Lagervorrichtungen gerichtet sind.

Ein Arbeitskopf dieser Ar* für ein Schachtbohroder Streckenvortriebsgerät ist aus der deutschen Auslegeschrift 1195 250 bekannt. Bei diesem Gerät sind Rollenmeißel an einem drehbaren Werkzeugträger in verschiedenen radialen Abständen federnd gelagert, und zwar wird jeder Rollenmeißel durch einen ihm zugeordneten Vibrator, der als Unwuchtvibrationsgerät ausgebildet ist, in Schwingungen versetzt. Diese Lagervorrichtung dieses Arbeitskopfes besteht aus einer Stange, die in lotrechten Bohrungen des Werkzeugträgers verschiebbar geführt ist und die an dem über den Werkzeugträger hinausragenden Ende das Unwuchtvibrationsgerät trägt, sowie aus einem Gabelstück, das an dem aus dem Werkzeugträger nach unten herausragenden Ende der Stange sitzt und in dem der Rollenmeißel gelagert ist.

Bei einem solchen Arbeitsgerät wird zwar durch die Anwendung der Unwuchtvibratoren gegenüber den sonst gebräuchlichen Rollenmeißel-Vortriebseinrichtungen erreicht, daß sowohl die auf den Werkzeugträger zu übertragenden Vorschubkräfte als auch die zum Drehen des Werkzeugträgers erforderlichen Drehmomente wesentlich verringert werden. Demgemäß ist der Verschleiß an den Werkzeugschneidkanten herabgesetzt, und es besteht die Möglichkeit, das Gerät erheblich leichter zu bauen.

Bekannt ist ferner nach der italienischen Patentschrift 662 198 eine Einrichtung, bei der die Vibratoren im Inneren der hohl ausgebildeten Rollenmeißel derart untergebracht sind, daß auf diese RoI-

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tenmeilJel unabhängig von den Lagervorrichtungen durch Vibratoren eingewirkt wird. Bei den hier verwendeten Vibratoren ist jedoch immer eine Achse mit einer exzentrisch an ihr festsitzenden Masse drehbar in Lagern gehalten, durch die der von der Fliehkraft herrührende Kraftfluß hindurchgeht.

Die bekannten Arbeitsköpfe weisen den Nachteil auf, daß die Lager der Rollenmeißel außerordentlich starken Stoßbeanspruchungen unterwc/fen sind, was Lagerschäden und dementsprechend einen vorzeitigen Ausfall des Gerätes zur Folge hat.

Demgegenüber liegt Erfindung die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Vorteile, die mit der Anwendung von Vibratoren iür Arbeitsköpfe mit Rollenmeißeln verbunden sind, ohne den genannten Nachteil zu erzielen.

Das wird bei einem Arbeitskopf der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Rollenmeißel mit ohne Umweg über Lagervorrichtung wirkenden Vibratoren versehen sind.

Vorzugsweise werden hierfür an sich bekannte Vibratoren verwendet, welche Gehäuse mit in deren Innerem befindlichen zylindrischen Wilzbahnen für als Unwuchtmassen dienende Wälzkörper aufweisen, wobei die Gehäuse durch die Rollenmeißel gebildet werden. Das kann in an sich bekannter Weise so geschehen, daß die Wälzbahn eines Vibrators die Umfangsfläche einer Achse ist, welche das Gehäuse durchdringt und mit diesem fest verbunden ist, und daß, wie ebenfalls an sich bekannt, der Wälzkörper ein Kreisring ist und mit seiner Bohrung, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesset der Achse, diese umschließt. Es ist aber auch möglich, daß, wie ferner an sich bekannt, die Wälzbahn eines Vibrators die Umfangsfläche des Hohlraumes des Gehäuses ist. Dabei wird zweckmäßig wie bei den bekannten Vibratoren die Wälzbewegung des Wälzkörpers auf der Wälzbahn durch in das Gehäuse, d. h. in das Jinere des Rollenmeißels, eingebrachte Druckluft od. dgl. erzeugt. Die Verwendung von Druckluft zum Antrieb der Unwucht-Massen innerhalb der Rollenmeißel bringt den besonderen Vorteil, daß mit der Entspannung der Druckluft eine Kühlwirkung eintritt, die sich günstig auf die Rollenmeißel und deren Lager auswirkt. Außerdem kann die aus den Rollenmeißeln austretende Luft zur Schmierung und zum Staubschutz der Lager ausgenutzt werden. Ferner bietet die Verwendung von Druckluft insbesondere bei Schachtb'-ihreinrichtungen die Möglichkeit, die Gesteinssohle im Arbeitsbereich der Rollenmeißel durch die aus diesen austretende Luft von gelöstem Gut freizublasen. Doch können die Unwucht-Massen statt mit Druckluft auf irgendeine andere Weise, z. B. hydraulisch, angetrieben werden.

Damit schädliche Einwirkungen der Schwingungen der Rollenmeißel auf deren Lager und auf die Führungsbahnen dieser Lager weitgehend vermieden werden, sind innerhalb der Rollenmeißel zweckmäßig je zwei oder mehr Wälzbahnen für gegenläufige Wälzkörper nebeneinander angeordnet und die Führungsbahnen der Lager so ausgebildet, daß sie einer radalicn Schwingbewegung des Rollenmeißels quer zur Bewegungsrichtung der Lager, d. h. parallel zur Arbeitsfront, einen möglichst hohen Widerstand entgegensetzen können. Dadurch wird bei druckluftbetriebenen Vibratoren erreicht, daß sich die Phasenlagi-n der gegenläufig mit gleicher Frequenz umlaufenden Fliehkräfte der Wälzkörper selbsttätig so einstellen, daß bei allen Stellungen der Wälzkörper die Summer der Fliehkraft-Kojriponenten, die jeweils rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Lager liegen, wenigstens anaühernel gleich Null ist, d. h., daß eine auf das Gestein hin gerichtete Fliehkraft erzeugt wird. Vorzugsweise sind innerhalb der Rollenmeißel je drei oder mehr Wälzbahnen für gegenläufige Wälzkörper nebeneinander angeordnet derart, daß bei allen Stellungen der Wälzkörper auch die Summe der Momente, welche die jeweils rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Lager liegenden Fliehkraft-Komponenten auf den Rollenmeißel ausüben, wenigstens annähernd gleich Null ist.

Damit die von den Vibratoren innerhalb der Rollenmeißel erzeugten Schwingungen weitgehend von dem Werkzeugträger femgehalten werden, ist zweckmäßig die Frequenz der Schwingungen eines Rollenmeißels wenigstens annähernd gleich der Eigenfrequenz des Schwingungssystems, das durch die an der Schwingbewegung teilnehmenden Massen und durch die Federn zwischen den zugehörigen Lagern und dem Werkzeugträger gc'.ildet wird. Dabei erweist es sich als vorteilhaft, daß di^ Arbeitsfrequenz des Vibrators sich bei nur annähernder Abstimmung des Systems in der erwähnten Art selbsttätig auf die Eigenfrequenz einstellt und auch geringfügigen Änderungen der Eigenfrequenz des Systems folgt. Grundsätzlich aber kann die Eigenfrequenz des Systems auch viel niedriger gewählt werden als die Arbeitsfrequenz des Vibrators.

Da bei den bekannten Unw ucht-Vibratoren die sich auf den Wälzbahnen abwälzenden Unwucht-Massen keine Lager haben, kann man eine kompakte Bauweise und dabei verhältnismäßig hohe Frequenzen der Schwingungen und große Fliehkräfte erhalten. Das ist für Vortriebseinrichtungen mit Rollenmeißeln gemäß der vorliegenden Erfindung von großer Bedeutung. Besonders vorteilhaft für eine Vortriebseinrichtung gemäß der Erfindung ist das außerordentlich günstige Anlaufverhalten der erwähnten bekannten Unwucht-Vibratoren. Denn es ermöglicht eine schnelle Steuerung der Luftzufuhr zu den einzelnen Rollenmeißeln derart, daß jeweils nur diejenigen Rollenmeißel in Schwingungen versetzt werden, die in hinreichend innigem Kontakt mit dem Gestein stehen. Außerdem paßt sich die Leistungsaufnahme und -abgabe der druckluftbetriebenen Vibratoren selbsttätig dem jeweiligen Gesteinswiderstand an, was zu einer Schonung des gesamten Systems beiträgt.

In der Zeichnung sind vier Ausfühningsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 einen lotrechten Axialschniti durch einen Rollenmeißel und einen Teil des Werkzeugträgers nach dem ersten Ausführungsbeispiel,

F i g. 2 den Schnitt nach der Linie TI-II in F i g. 1,

Fig. ό einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt für zwei verschiedene Stellungen einer Unwucht-Masse,

Fig. 4 einen lotrechten Axia'.schnitt durch einen Rollenmeißel und einen Teil des Werkzeugträgers nach dem zweiten Ausführungsbeispiel und

F i g. 5 und 6 Rollenmeißel und die sie tragenden Bauteile nach dem dritten bzw. vierten Ausführungsbeispiel in Seitenansicht.

Nach Fig. 1 bis 3 ist der hohl ausgebildete Rollenmeißel 1 von einer Achse 2 in konzentrischer Anord-

nung durchsetzt, die fest mit dem Rollenmeißel 1 verbunden ist. Die Enden der Achse 2 ragen beiderseits aus den Stirnwänden 3 des Rollenmeißels 1 heraus und liegen in Lagern 4. Diese sind als Glcitlage. ausgebildet; es können aber unter Umständen auch Wälzlager verwendet werden.

Die Lager 4 befinden sich in Fiihrungskörpern 5. die mit nach oben ragenden, zylindrischen Zapfen 6 in lotrechten Bohrungen des Werkzeugträgers 7 verschiebbar geführt sind. Dieser ist in bekannter Weise an dem Gestell z. B. einer Schacht-Vortriebsmaschine um die Schachtachsc drehbar gelagert. Die auf den Werkzeugträger 7 wirkenden Antriebe für das Drehen und für den Vorschub können auf irgendeine Weise verwirklicht werden. Zwischen dem Werkzeugträger 7 und unterhalb von diesem angeordneten Bunden der Führungskörper 5 sind kräftige Tellerfedern 8 angeordnet, über welche der Rollenmeißel 1 durch den Werkzeugträger 7 gegen die Schachsohle 9 gedrückt wird. Die Federn 8 sind zweckmäßig über ao Gegenfedern 8α durch Muttern 6a vorgespannt. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, daß der Rollenmeißel in irgendeiner anderen Anordnung das Gestein angreift, beispielsweise gegen die Ortsbrust einer vorzutreibenden Strecke oder eines Tunnels as gedrückt wird. Für das Wesen der Erfindung ist es auch ohne Belang, wie die einzelnen Rollenmeißel der Vortriebseinrichtung zueinander angeordnet sind. Sie können je nach den Umständen in radialer Richtung mit Bezug auf die Drehachse des Werkzeugträgers 7 sowie auch in Umlaufrichtung des Werkzeugträgers gegeneinander gestaffelt sein.

Der Rollenmeißel 1 hat drei zylindrische, achsgleiche Hohlräume 10, 11, 12, die' durch bis zur Achse 2 reichende Zwischenwände 13. 14 voneinander getrennt sind. In den Hohlräumen befinden sich drei die Unwucht-Massen bildende, kreiszylindrische Ringe 15, 16. 17 aus Metall. Diese liegen mit ihren Stirnflächen dicht an den Stirnflächen der Hohlräume 10, 11. 12 an. Sie haben den gleichen Außendurchmesser und umschließen mit ihren Bohrungen die Achse 2. Die Bohrungen der drei Ringe haben den gleichen Durchmesser, der größer ist als der der Achse 2. Die Ringe 15 und 17 haben die gleiche Breite; sie sind ha!b so breit wie der Ring 16.

Die Achse 2 seizt sich an einem Ende in einen Zapfen 18 fort, der gegenüber dem einen Führungskörper 5 vorsteht. Dieser wird unter Vermittlung von Dichtungen 19 von einem Ringkörper 20 umschlossen, der gegen Drehen gesichert ist. Er hat einen Ringraum, der über einen Stutzen an eine Druckluft-Zuleitung 21 angeschlossen und durch Radialbohrungen in dem Zapfen 18 mit einer Axialbohrung 22 der Achse 2 verbunden ist. Diese Bohrung, die am Ende des Zapfens 18 abgeschlossen ist, reicht bis in die Bereiche der Unwucht-Ringe 17, 16, 15. Sie sieht durch radiale Schlitze 23, 24, 25 der Achse 2 mit den Hohlräumen 10,11 bzw. 12 in Verbindung. In diesen Schlitzen sind Schieber 26, 27, 28 geführt, die mit .ihren Stirnflächen an den Stirnflächen der Hohlräume 10, 11 bzw. 12 sowie an den mit ihnen fluchtenden Stirnflächen der Schlitze 23, 24, -25 dicht anHegen. Ferner stehen sie in Linienberührung mit den zylindrischen Flächen der Bohrungen der Ringe 15,16,17. Die Schieber haben auf einer Seite Nuten 29, durch welche Druckluft aus der Axialbohrung 22 in die Bohrungen der Ringe 15,16,17 eintreten kann. Nahe auf der entgegengesetzten Seite der Schieber 26. 27. 28 bofind?-η sich in den Stirnwänden 3 und den Zwischenwänden 13. 14 radial verlaufende Nuten 30. welche einerseits in die Bohrungen der Ringe 15. 16. 17 und andererseits in die Hohlräume 10, 11. 12 dicht an deren Umfangsfliichen, und zwar außerhalb der Ringe 15. 16, 17 münden. Hierdurch stehen die radialen Nuten 30 unter Vermittlung von Kanälen 31. 32 in den Stirnwänden 2 bzw. in den Zwischenwänden 13, 14 mit der Außenluft in Verbindung.

Nach der Darstellung in Fig. 1 und 2 haben die drei Ringe 15. 16, 17 die gleiche Lage in bezug auf die Achse 2. Sie berühren die zylindrische Umfangsflächc der Achse 2 in der höchsten Mantellinic 33 dieser Umfaiigsfläche. Demgemäß liegt die Mittellinie 34 der Ringe, d. h. deren Schwerlinic, unterhalb der Mittellinie 35 der Achse 2. Es ist angenommen, daß der Rollenmeißel 1 eine solche DrehsteHung hat, daß die radialen Schlitze 23, 24, 25 der Achse 2 sich von der Axialbohrung 35 aus lotrecht nach unten erstrecken. Demgemäß unterteilen die Schieber den von der Achse 2 freigelassenen Teil der Bohrung jeder der drei Ringe in zwei Hälften 36, 37, die oben durch die Berührung der Ringe mit der Achse 2 in den MantcUinicn 33 voneinander getrennt werden.

Aus der Zuleitung 21 strömt durch den Ringkörper 20 und die Axialbohrung 22 sowie durch die Schlitze 23, 24, 25 und die Nuten 29 Druckluft in die Räume 36. Die Druckluft hat das Bestreben, diese Räume zu vergrößern, und hierdurch wird eine Wälzbewegung der Ringe 15, 16, 17 herbeigeführt. Das heißt, daß die Mantellinien, in dunen die Ringe 15, 16. 17 die Achse 2 berühren, über den Umfang der Achse 2 so wandern, daß die Räume 37 verkleinert werden. Aus diesen tritt Luft durch die radial verlaufenden Nuten 30 und die Kanäle 31, 32 ins Freie.

Die Wälzbewegung des mittleren Ringes 16 ist derjenigen der Ringe 15 und 17 entgegemgerichtet. Das beruht darauf, daß die Nuten 29 des Schiebers 27 — bei der Ausgangslage nach F i g. 2 betrachtet — auf der entgegengesetzten Seite liegen wie die Nuten 29 der Schieber 26 und 28 und daß demgemäß auch die radial verlaufende Nut 30 in der Zwischenwand 13 auf der von den Nuten 29 abgewandten Seite des Schiebers — also in F i g. 2 rechts von dem dort dargestellten Schieber — liegt. Im übrigen sind die Umwälz-Geschwindigkeiten aller drei Ringe 15, 16. 17 gleich. Die Mittellinien, z. B. 34, der Ringe 15,16, 17 bewegen sich bei dem Umwälzen der Ringe auf Kreiszylindern, deren Mittellinien mit der Mittellinie 35 zusammenfällt.

F i g. 3 zeigt die Stellung der Ringe, wenn diese sich auf der Achse soweit abgewälzt haben, daß die Mantellinien 33' bzw. 33", in denen die Ringe 15. 17 bzw. 16 die Umfangsfläche der Achse 2 berühren, von der Ausgangslage 33 um 45° ausgewandert sind Dabei sind die Schweriinien der Ringe in die mit 34 bzw. 34" bezeichneten Lagen gewandert Wegen dei Exzentrizität dieser Schwerlinien gegenüber dei Mittellinie 35 der Achse 2 treten in den Ringen Flieh Kräfte F_{1Bt 17} bzw. F₁₆ auf. Die Richtungen diese, Fliehkräfte schließen mit der durch die Mittellinie 3f gehenden Lotrechten Winkel von je 45° ein. Di< Fiiehkräfte F₁₅ und F₁, der gleich großen Ringe 1! und 17 sind gleich groß, und ihre Summe ist gleid der Fliehkraft F₁₆. F i g. 3 zeigt die Zerlegung de Fliehkraft F₁₆ und der Summe der Fliehkräfte F₁

mid /",. in zwei waagerechte Komponenten W und zwei lotrechte Komponenten L. Die waagerechten Komponenten if heben sich auf, während sich die lotrechten Komponenten L addieren. Die Summe der lotrechten Komponenten L ist die Kraft, die von den Unwucht-Massen 15, 16. 17 bei der dargestellten Lage insgesamt auf den Rollenmeißel 1 ausgeübt wird. Da diese Kraft die Schneiden des Rollenmeißels nach unten in das Gestein 9 treibt, wird dieses in einem entsprechenden Ausmaß zertrümmert. Wesentlich ist es, daß diese Kraft von den Ringen 15, 16, 17 unmittelbar auf die fest in dem Rollenmeißel 1 sitzende Achse 2 übertragen wird, also unter Umgehung der Lager 4. Diese können der entsprechenden lotrechten Schwingbewegung des Rollenmeißels 1 zwanglos folgen, indem die Zapfen 6 der Führungskörper 5 in den Bohrungen des Werkzeugträgers 7 gleiten. Damit zur Beschleunigung und Verzögerung der die Lager 4 enthaltenden Massen, d. h. der Massen der Führungskörper 5, möglichst geringe Kräfte in den Lagern 4 auftreten, werden diese Massen möglichst klein gehalten.

Da sich die waagerechten Komponenten W bei allen Stellungen eier Ringe 15, 16, 17 gegenseitig aufheben und da die Ringe 15, 16 und 17 symmetrisch zu der lotrechten Quermittelebene 38 des Rollenmeißels 1 angeordnet sind, ist nicht nur die Summe de^r Komponenten W gleich Null, sondern es heben siel· &uch die Momente, die von den Komponenten W auf den Rollenmeißel 1 ausgeübt werden, gegenseitig auf. Demgemäß werden die Lager 4 nicht von Querkräften ;\us den Schwingungen des Rollenmeißels 1 beanspracht. Außerdem wird dadurch, daß sich die waagerechten Komponenten W der Fliehkräfte sowie deren Momente immer gegenseitig aufheben und sonach in den Lagern 4 keine Querkräfte auftreten, vermieden, daß solche Querkräfte Momente auf die Führungskörper 5 ausüben und demgemäß die Zapfen 6 sowie deren Führungsbohrungen in dem Werkzeugträger 7 beanspruchen.

Beim Arbeilen des Rollenmeißels wälzt sich dieser entsprechend der Drehbewegung des Werkzeugträgers 7 auf dem Gestein ab. In Fi g. 2 ist die Fortbewegungsrichtung der Achse 2 durch den Pfeil A bezeichnet. Demgemäß dreht sich der Rollenmeißel, in Fig. 2 betrachtet, entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn. Dies gilt auch für die fest mit ihm verbundene Achse 2, die sich hierbei in den Lagern 4 dreht. An dieser Drehbewegung nehmen auch die Schieber 26, 27, 28 sowie die radialen Nuten 30 teil. Die Umwälzbewegungen der durch Druckluft angetriebenen Ringe 15, 16 und 17 um die Achse 2 werden durch deren Drehung nicht berührt. Im übrigen ist die Umwälzgeschwindigkeit der Ringe 15, 16, 17 erheblich größer als die Umlaufgeschwindigkeit des Rollenmeißels.

Unwucht-Vibratoren, wie sie bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel durch die Ringe 15, 16, 17 und den hohlen Rollenmeißel 1 mit der Achse 2 gebildet werden, sind, wie schon bemerkt, an sich bekannt. Es ist auch möglich, eine, andere Art von ebenfalls an sich bekannten Unwucht-Vibratoren für die Rollenmeißel anzuwenden. In diesem Fall werden die Unwucht-Massen durch Kugeln oder kreiszylindrische Körper gebildet, die sich auf kreiszylindrischen Innenflächen der Rollenmeißel abwälzen. Der Antrieb für die Umwäizbewegungen dieser Unwucht-Massen erfolgt ebenfalls durch Druckluft, die zweckmäßig durch die Achsen der Rollenmeißel zugeführt wird. Dod, wird die Druckluft in diesem Fall nicht durch Schieber gesteuert, sondern sie wird durch Düsen in etwa tangential zur Umwälzbahn gerichteten Strahlen auf die kugel- oder zylinderförmigeri Unwucht-Massen gerichtet.

Doch ist die Erfindung nicht beschränkt auf Ausführungsformen, bei denen die Schwingungen des Rollenmeißels durch sich in seinem Inneren abwälzende Unwucht-Massen erzeugt werden. F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsmöglichkeit.

Hierbei ist der Rollenmeißel 40 mit Hilfe von hohlen Zapfen 41 in Lagern 42 zweier Führungskörper 43 gehalten, die ebenso wie die Führungs-

körper 5 des ersten Ausführungsbeispiels in Bohrungen des Werkzeugträgers 7 lotrecht verschiebbar geführt simi und sich von unten her mit zweckmäßig vorgespannten Tellcrfedern 8 gegen den Werkzeugträger stützen. In einem Hohlraum 44 des — zweckmäßig geteilten — Rollenmeißels 40 befindet sich ein Gehäuse 45 mit Zapfen 46, die beiderseits durch die Bohrungen der Hohlzapfen 41 nach außen geführt und dort starr mit den Führungskörpern 43 verbunden sind. Im unteren Teil des Gehäuses 45 ist ein

as Bolzen 47 lotrecht verschiebbar geführt, dessen abgerundetes Ende nach unten aus dem Gehäuse 45 heraus und in eine Rille 48 des Rollenmeißels 40 hineinragt. Oberhalb des Bolzens 47 ist achsgleich zu diesem ein Schlagbolzen 49 verschiebbar geführt, Dieser wird durch eine Feder 50 in der dargestellten angehobenen Lage gehalten. Durch Druckluft, die durch einen Kanal 51 in dem Gehäuse 45 durch einen der Zapfen 46 in den Raum oberhalb des Schlagbolzens 49 eingeführt wird, wird dieser nach unten getrieben, so daß er auf den Bolzen 47 schlägt und dieser in der Rille 48 auf d^n Rollenmeißel 40 trifft. Die Druckluft kann — z. B. durch eine Abluftleitung

52, die in der untersten Stellung des Schlagbolzens 49 freigegeben wird — in Verbindung mit der Feder 50

in Schwingungen versetzt werden, so daß die Rollenmeißel 40 im Takt dieser Schwingungen durch den Bolzen 47 Stöße nach unten erhält, also in Schwingungen zur Zertrümmerung des Gesteins 9 versetzt wird.

Diese Schwingungen des Rollenmeißels werden ebenfalls unter Umgehung der Lager 42 erzeugt, so

daß diese nicht durch Stöße entsprechend den Rollenmeißel-Schwingungen beansprucht werden.

F i g. 5 zeigt, daß die Lager eines Rollenmeißels 1, der erfindungsgemäß in seinem Inneren Vibratoren 58 enthält, nicht wie bei den Beispielen nach Fig. 1 bis 4 sich in lotrecht verschiebbaren Führungskörpern befinden. Vielmehr befindet sich ein Lagerbock

53, der die Lager 54 des Rollenmeißels enthält, an einer Schwinge 55, die unterhalb des Werkzeugträgers 7 an einem Bock 56 schwenkbar gelagert ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Schwenkachse 57 parallel zu der Mittellinie der Lager 54 mit Abstand von diesen liegt. Hierdurch wird erreicht.

daß Querkräfte Q, die als waagerechte Komponenten der Fliehkräfte von Unwucht-Massen, z. B. eines Ringes 58 entsprechend dem Ring 15 in F i g. 1 bis 3, etwa auftreten, von den Lagern 59 des Bockes 56 günstig aufgenommen werden. Wurden solche Queres krafte z. B. bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 bis 3 auftreten, würden sie wegen des gvt.^Λ :. rtöhen-Abstandes zwischen den Lagern 4 und den Führungs-

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bohrungen für die Zapfen 6 in dem Werkzeugträger 7 μ hchlicho Biegemomente in Bezug auf die Mitten ior Führungs-Bohrungen ausüben, wodurch diese ciden würden. \hai erreicht eine größere Starrheil Hier zur Arbeitsrichtung, was für das Erzeugen gerichteter Schwingungen notwendig ist.

Die Federn 6V), mit denen sich bei dem Ausführungsbeispicl nach Fig. 5 der Lagerkörper 53 gegen den Werkzeugträger stützt, liegen zweckmäßig in

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einer Ausneiimung des Werkzeugträgers oberhalb des Lagerhockes 53. Sie sind unter Vermittlung von Gc genfedern 61 mit Hilfe von Mut':rn 62 vorgespannt. Gemäß F i g. 6 kann die an dem Bock 56 gelagerte Schwinge 55 durch eine Blattfeder 63 gebildet werden, die an einem F,nde an dem Werkzeugträger 7 befestigt ist. Diese Ausführung ist einfacher und kann eine noch größere Starrheit quer zur Arbeitsrichtung bringen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mit Rollenmeißeln bestückter Arbeitskopf einer Einrichtung zum Abtragen von Gestein, insbesondere einer Vortriebseinrichtung zum Auffahren von Strecken, Schächten od. dgl., bei dem die Lagervorrichtungen der Rollenmeißel an einem Werkzeugträger gegen Federkraft nach dem abzutragenden Gestein hin bzw. von diesem weg beweglich geführt sind und in jedem Rollenmeißel ein Vibrator angeordnet ist, der den Rollenmeißel in Schwingungen versetzt, die parallel zur möglichen Bewegung der Lagervorrichtungen gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenmeißel (1; 40) mit ohne Umweg ·5 über Lagervorrichtungen (4; 42; 54) wirkenden Vibratoren (15, 16, 17; 49) versehen sind.

2. Arbeitskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte Vibratoren verwendet werden, weiche Gehäuse (1) mit in deren Innes<_n befindlichen, zylindrischen Wälzbahnen (2) für als Unwucht-Massen dienende Wälzkörper (15, 16, 17) aufweisen, wobei die Gehäuse durch die Rollenmeißel (1) gebildet werden.

3. Arbeitskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, die Wälzbahn eines Vibrators die Umfangsfläche einer Achse (2) ist, welche das Gehäuse (1) durchdringt und mit diesem fest verbunden ist. und daß, v^:e ebenfalls an sich bekannt, der Wälzkörper (15, 16. 17) ein Kreisring ist und mit seiner Bohrung, deren Durcr ,nesser größer ist als der Durchmesser der Ajhse C), diese umschließt.

4. Arbeitskopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Rollenmeißel (1) herausragenden Enden der Achse (2) in den beweglich geführten Lagervorrichtungen (4, 5, 6) gelagert sind.

5. Arbeitskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, die Wälzbahn eines Vibrators die Umfangsfläche des Hohlraumes des Gehäuses ist.

6. Arbeitskopf nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, die Wälzbewegung des Wälzkörpers (15, 16, 17) auf der Wälzbahn durch in das Gehäuse (1) eingebrachte Druckluft od. dgl. erzeugt wird.

7. Arbeitskopf nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Rollenmeißel (1) je zwei oder mehr Wälzbahnen für gegenläufige Wälzkörper (15, 16, 17) nebeneinander angeordnet sind, derart, daß bei allen Stellungen der Wälzkörper die Summe der Fliehkraft-Komponenten (W), die jeweils rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Lagervorrichtungen (4, 5, 6) liegen, wenigstens annähernd gleich Null ist.

8. Arbeitskopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Rollenmeißel (1) je drei oder mehr Wälzbahnen für gegenläufige Wälzkörper (15. 16, 17) nebeneinander angeordnet sind, derart, daß bei allen Stellungen der Wälzkörper auch die Summe der Momente, welche die jeweils rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Lagervorrichtungen liegenden Fliehkraft-Komponenten (W) auf den Rollenmeißel ausüben, wenigstens annähernd gleich Null ist.

y, Arbeitskopf nach einem dr;r Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Schwingungen des Rollenmeißels (1) wenigstens annähernd gleich ist der Eigenfrequenz des Schwingungssystems- das durch die an der Schwingbewegimg teilnehmenden Massen (1, 2, 15, 16, 17, 5, 6) und durch die Federn (8) zwischen den zugehörigen Lagervorrichtungen (4, 5, 6) und dem Werkzeugträger (7) gebildet wird.

lü. Arbeitskopf nach einem der Ansprüche 1 bis ^l), dadurch gekennzeichnet, daß die Lagervorrichtungen (54) eines Rollenmeißels von einer Schwinge (53) getragen werden, die an dem Werkzeugträger (7) so gelagert ist, daß ihre Schwingachse (57) parallel zur Drehachse des Rollenmeißels liegt.

11. Arbeitskopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge durch eine an dem Werkzeugträger (7) befestigte Blattfeder (63) gebildet wird.