DE1992011U - Vortriebsmaschine, insbesondere Tunnelbohrmaschine od. dgl - Google Patents

Description

Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, Wetlimax bei iiünen/Westf«

Tortriebsmas diine, insbesondere Tunnelbolirmaschine od»dglo

Die Erfindung betrifft eine Vortriebsmaschine,..insbesondere'" eine Suiinelbolirmaschine, deren Bohrkopf mittels einer einen "To rs chub zylinder aufweisenden Vorschubvorrichtung in Vortriebsrichtung vorschiebbar ist. -

Solche Vortriebsaiaschinen Yerwendet man z.B. für das Bohren von Tunneln oder Kanälen, in denen Bohren, z.B. für Abwasserleitungen, verlegt werden. Da hier der Bohrlochdurchniesser im allgemeinen-nicht-groß, er als 1000- mm ist, ist man genötigt, sehr kleinbauende Vortriebsmaschinen zu verwenden, die in der zo. verlegenden Höhre arbeiten. Die Röhre wird mittels Pressen in das Erdreich vorgetrieben, wobei sich in der Röhre ein fester 3rd- bzw. Gesteinspfropfen bildet, der von der Bohrmaschine gelöst wird. Das gelöste Haufwerk wird in der Röhre von der Ortsbrust abgefordert. " - -

Bei solchen Maschinen erfolgt der Vorschub durch den Vortrieb eier Eöhre, in der die Bohrmaschine arbeitet. Unabhängig hiervon weist die Maschine eine eigene Vorschubvorrichtung auf, mit der der Bohrkopf bei der Bohrarbeit vorgeschoben werden kann»

Insbesondere bei solchen Vortriebsmaschinen besteht die Aufgabe, die Maschine und deren Vorschubvorrichtung sowie die für den Vorschub erforderlichen führungen sehr robust und auch möglichst klein zu bauen, so daß sie in den engen Röhren möglichst wenig Raum, in Anspruch nehmen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere für Tunnelbohrmaschinen der vorstehend erwähnten Art eine Vorschub- und Führungsvorrichtung zu schaffen, die sich vor allem durch ihre kleine, raumsparende Bauweise auszeichnet, die darüber hinaus robust und von geringer VerschiButzungs- und Störungsanfälligkeit ist.

Ihrem-Grundgedanken nach besteht die Erfindung in dem Vorschlag, den Vorschubzylinder der Vorschubvorrichtung in einem Führungsrohr au lagern. Dieses Führungsrohr kann zur Führung der aaschine bzw. des den Bohrkopf od.dgl. tragenden Maschinenteils, der zweckmäßig ein Drehstuhl od.dgl. ist, dienen, wobei das Führungsrohr zugleich den Vorschobzylinder gegen Beschädigung schützt. Das führungsrohr ermöglicht aufgrund seiner verhältnismäßig großen Länge eine sehr gute Führung in Vortriebsrichtung und eine gute Abstützung des das Bohrwerkzeug od.dgl. tragenden Drehstuhls über einen langen Führungsweg. Hs empfiehlt sich, die auf dein Führungsrohr gleitende .Kufe möglichst lang,

zweckmäßig gleich der länge des Führungsrohres auszuführen.

Das Führungsrohr weist dabei vorzugsweise eine Länge auf, die größer ist als die länge des in ihm liegenden VorschubZylinders, der sich hierbei an einem im Führungsrohr liegenden Stützrohr abstützt. Das Stützrohr und der Vorschubzylinder sind zweckmäßig über ein Gelenk miteinander verbunden. Um Verkantungen dieser Teile in dem Führungsrohr zu vermeiden, empfiehlt es sich, die inOrdnung so zu treffen, daß sich der Vorschubzylinder 'im Bereich des G-elenks über ballige Flächen an der Innenwand des fLüirungsrohres abstützt. Dies kann in baulich vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, daß auf das Zylinderende eine Buchse aufgeschoben wird, die das Gelenk umschließt und. die sich mit ihrer balligen Mantelfläche in dem Führungsrohr abstützt.

Im allgemeinen wird die Vorschub— und Führungsvorrichtung der Mas diine zwei solcher Führungsrohre und Vorschubzylinder aufweisen, die in der Röhre, in der die Maschine arbeitet, .'z.B.-an der Abspannvorrichtung der Maschine festgelegt sind«. Die länge des bzw. der Führungsrohre ist zweckmäßig mindestens um das Zwei- bis Vierfache größer als die Länge des in dem Führungsrohr liegenden VorschubZylinders.

Mit Hilfe dieser Vorschub- und Führungsvorrichtung läßt sich somit der das Vortriebswerkzeug tragende Maschinenteil bzw» der Drehstuhl um ein dem Zylinderhub entsprechendes Maß vor-

schieben. Bs besteht aber auch die Möglichkeit, unabhängig hiervon oder, vorzugsweise zusätzlich zu dieser Torschubvorrichtung, eine weitere Vorschubvorrichtung an dem den Bohrkopf od.dgl. tragenden Ausleger bzw., der Bohrlafette anzuordnen. Zu diesem Zweck ist nach einem, weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung ein Vors chub zylinder in einem das G-ehäuse einer Bohrlafette od.dgl. bildenden Führungsrohr angeordnet, wobei der Vorschubzylinder eine durchgehende, beidseitig aus dem 2ylinder herausgeführte Kolbenstange aufweist, die an ihrem auf der einen Seite des Kolbens liegenden Ende den rotierenden Bohrkopf od. dgl. der Vortriebsinas chine trägt und die auf der .gegenüberliegenden Seite des EoIbens über eine Schiebekupplung od.dgl..mit einem Bohrantrieb bzw. einem G-etriebeorgan desselben drehschlüssig verbunden ist. Die in dem Führungsrohr liegende Schiebekupplung weist vorzugsweise eine die Kolbenstange umgreifende Drehhülse auf, mit der die Kolbenstange drehschlüssig, jedoch axial verschiebbar gekuppelt ist. Die Kupplung kann in baulich vorteilhafter Welse dadurch erreicht werden, daß die Drehhülse mit axial verlaufenden Schlitzen versehen wird, deren Länge mindestens gleich dem Hub des Vorschub Zylinders ist und in die a,n der Kolbenstange angeordnete radiale Ansätze, wie Gleitsteine od.dgl. eingreifen und geführt sind. 3s empfiehlt sich, die Aiiordiiung so zu treffen, daß die Drehhülse mit ihrem Kopfende über das Kolbenstangenende vorragt, wobei das Kopfende als linsteckmuffeausgebildet ist, in das die Antriebswelle bzw. die G-etriebe-Abtriebswelle zur Herstellung einer drehschlüssigen Verbindung einführbar ist.

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juscü einem weiteren keriaaal der Erfindung ist die Schiebekupplung bzw. die Drehhiilse drelischlüssig mit dem Zylind err ohr des Vors chub Zylinders verbunden, so daß sich das Zyliiiderrohr in gleichem Drehsinne und mit gleicher Geschwindigkeit dreht wie die ICoIb ens t auge des Vor schub zylind ere.

In der Zeichnung ist ein vorteilhaftes Ausführungebeispiel der erfindungsgemäßen Maschine dargestellt. Es zeigt:

!«'ig. ι die Gesamt anordnung der erfindungsgemäßen

Tortriebsmaschine im Längsschnitt durch einen im Tortrieb befindlichen Tunnel;

Pig.. - 2 einen Schnitt nach Linie H-II der Pig» I;

.flg. 3 die erfindungsgemäße Führungsvorrichtung im

Längsschnitt;

Fig. 4 in größerem Maßstab die 'Verbindung zwischen

dem 'Vorschub zylind er und dem Stützrohr bei der Vorrichtung, gemäß !''ig. 3;

jj'ig. 5 die Bohrlafette der Vortriebsmaschine gemäß

fig. 1 mit der erfindungsgemäßen Antriebs- und Vorschubvorrichtung in Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt=

Aus den i'ig. 1 und 2 ist ein Tunnel 1 mit kreisförmigem Aufbruchs querschnitt zu erkennen, in dem eine Köhre 2 liegt, die z.B. einen Durchmesser von 1000 mm hat.

Hi der Röhre 2 ist eine Vortriebsmaschine angeordnet. Diese weist einen Drehstuhl 3 mit einem lahmenausleger 4 auf, an dem eine Bohrlafette 5 in Schwenklagern 6 heb- und senkbar gelagert ist. Die 'Verschwenkung der mit einem Bohrkopf 7 versehenen Bohrlafette erfolgt mittels Druckzylinder 8. Der Antrieb des Bohrkopfes 7, der z.B. aus einem hydraulischen Antrieb bestehen kann, ist mit 9 bezeichnet; er ist als Gegengewicht auf der dem Bohrkopf gegenüberliegenden Seite des Schwenklagers 6 an der Lafette angeflanscht.

Hs ist ersichtlich, daß die lafette mittels des Drehstuhls UiU 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 Eöhre unter der Maschine hindurchgefUhrter 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 öchrapperkasten 11 abwerfen kann. Der Pörderer 10 liegt in Abspanngesteilen 12, die mittels Stempel 13 in der Rohre abspannbar sind. Die Stempel tragen an ihrem Kopf eine zylindrisch ,gewölbte Schild.platte 14, die sich dicht gegen die Innenwand der Rohre legt. Die Abstu.tzfla.che der Abspanngestelle 12 ist entsprechend zylindrisch gewölbt.

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Für den "vorschub der Maschine ist eine Yo rs chub- und Führungs-vorrichtung vorgesehen. Diese besteht aus zwei parallelen Fiihrungsrohren 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 liegt jeweils ein hydraulischer Yorschubzylinder 17, dessen Länge (im eingeschobenen Zustand) erheblich, zweckmäßig etwa um das Zwei- bis Vierfache kleiner ist als die länge des Führungsrohres. Die Kolbenstange IS des VorschubZylinders ist an dem rückseitigen, verschlossenen Ende des Führungsrohres 15 angelenkt. Der Zylinder ist über ein Gelenk 19 mit einem Stützrohr 20 verbunden, dessen Außendurchmesser etwa gleich dem Innendurchmesser des Führungsrohres ist. Auf den im Durchmesser etwas kleineren Zylinder 17 ist endseitig eine Buchse 21 aufgeschoben, die am Umfang leicht ballig ausgebildet ist und sich mit dieser balligen Fläche 22 an der Innenwand des Führungsrohres- abstützt. Durch die ballige Abstützung wird ein Verkanten des Zylinders in dem Führungsrohr verhindert. Die Buchse umschließt das Gelenk 19»

An dem Drehstuhl sind parallel zueinander zwei Gleitkufen 23 befestigt, deren länge gleich der länge der Führungsrohre 15 ist und die aus längsgeschlitzten Bohren (Fig. 2) bestehen, welche die Führungsrohre 15 dicht umschließen. Durch die Längsschlitze 23^! greifen die Stegbleche 16 der Führungsrohre, letztere sind stirnseitig offen und hier mit den abgewinkelten jündst ticken 24 der Gleitkufen 23 verbunden. Es ist ohne weiteres

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ersichtlich, daß durch Druckbeaufschiagung der beiden Vorschubzylinder der Drehstuhl 3 in Vortriebsrichtung (Pfeil P) vorgesCx-Oben wird, wobei er mit seinen beiden G-leitkufen 23 auf den Führungsrohren 15 gleitet» Die Vorschub zylinder 17 sind doppeltwirkend ausgebildet, so daß die Maschine bzw» der Drehstuhl wieder zurückgefahren werden kann.

Zwischen den beiden G-leitkufen ist eine Liegewanne 25 für die Bedienungsperson der !"!aschine- befestigt, die die Haschine an dem Steuerpult 26 steuert»

In fig· 5 ist die erfindurigsgemäße Bohrlafette der Maschine näher dargestellt. Diese besteht aus einem Führungs- oder Mantelrohr 30, welches aus zwei, an den Planschen 31 miteinander verschraubten Eohrteilen 30' und 30" zusammengesetzt ist. Der Bohrteil-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, bie trägt hier den Bohrkopf 7 oder ein sonstiges rotierendes G-ewinnungswerkzeug. Mit 35 ist eine Lagerbüchse 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 lührungsbüchse bezeichnet, die mit einer Dichtung 37.versehen ist. axt dein 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

Gleitsteiii 40 eingreift, der mit der Kolbenstange verschraubt ist. Die Drehhülse ist am freien Ende des Kohrteils 30^l- in ein em Wälzlager 41 gelagert. Das ungeschützte Ende der Brehiiülse bildet eine Einstecktnuff e 42, welche eine Innenverzahnung aufweisen kann, in die die (nicht dargestellte) Antriebswelle des Bohrantriebs bzw. die Abtriebswelle eines G-etriebes, die in diesem Pail eine Außeiiverzaiinung aufweist, zur Herstellung der drehschlüssigen Verbindung eingeschoben werden kann. Der Eohrteil 30' ist endseitig mittels einer angeschraubten Ringplatte 43 verschlossen.

Aa. anderen Ende weist die Bohrlafette an dem Rohrteil 30" einen Kopfteil.44 auf, der stirnseitig mittels einer Ringplatte 45 verschlossen ist, die einen mit dem Zylinder verschraubten Hing 46 umschließt. Zur Abdichtung dieser Teile dient ein üichtring 47· Die Kolbenstange ist hier an der 3?ührungs büchse mittels, der Dichtung 48 abgedichtet.

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

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Der Bohrantrieb bzw. dessen Getriebe wird an den Flansch 54 des Rohrteils 30' angeflanscht, wobei die Motorantriebswelle bzw. die Getriebeabtriebswelle mit einer Außenverzahnung in die Innenverzahnung der Einsteckmuffe 38 eingreift, so daß eine drehachlüssige Kupplung erzielt wird, /über die Drehhülse und die in deren längsschlitze eingreifenden Gleitsteine 40 wird die durchgehende Kolbenstange 34 und damit der Bohrkopf 7 angetrieben. Da die Drehhülse mit dem Vorschubzylinder 32 verbunden ist, wird auch der Zylinder in Drehung versetzt, so daß zwischen dem Kolben 33 und dem Zylinderrohr keine Relativbewegung auftritt. "."■■' ; ..■■■'"""■■"-.

Zum Vorschub des Bohrkopfes 7 wird die Druckflüssigkeit über den Anschluß 50 zugeführt. Die auf die rechte ICoIb ens eite 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 Bohrkopfes 7 dieser zurückgeholt werden, so wird über den Anschluß 49 der Zylinderraum auf der linken Kolbenseite vom Druck beaufschlagt, während der Haum auf der gegenüberliegenden Eolbenseite an die Ablaßleitung angeschlossen wird.

wahrend des normalen'Bohrbetriebs arbeitet die Maschine im allgemeinen nur mit dem Vorschub des in der Bohrlafette

angeordneten Torschubzylinders 32." Der zusätzliche Torschub 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 außenliegende Ende der Röhre Stillstandszeiten in der Vorschubbewegung der Röhre eintreten*

Ansprüche:

Claims (1)

1. Schutzansprüch.e

   1. Vortriebsmaschine, insbesondere lunnelb-ohrmas chine, deren Bohrkopf mittels einer einen Vorschubzylinder aufweisenden. Vorschubvorrichtung in Vortriebsrichtung vorschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet,. daß der Vorschubzylinder (17, 32) in einem Führungsrohr gelagert ist«

   2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das führungsrohr (15) eine Länge aufweist, die größer ist als die Länge des in ihm liegenden Vorscliubzylinders (17), und daß sich der Vors chub zylinder an einem im Führungsrohr liegenden Stützrohr (20) abstützt. .

   3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (20) und der Vorschübzylinder (17) über ein Gelenk (19) miteinander verbunden sind und der Vorschubzylinder sich im- Bereich des Gelenks über ballige Flächen (2.2) an der Innenwand des Führungsrohr es- abstützt.

   4. Kascliiiie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf das ZyIInderende eine Buchse (21) aufgeschoben ist, die sich mit ihrer balligen Mantelfläche (22) an dem i'ührungsrohr (15) abstützt und die das G-elenk (19) umschließt«.

   5· Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Bohrlafette od.dgl. tragender Drehstuhl (3) mittels einer das Führungsrohr (15) umgreifenden, vorzugsweise mit dem Stützrohr (20) verbundenen Gleitkufe- (23) auf dem

   Führimgsrohr geführt ist, deren Länge vorzugsweise etwa gleich der Länge des Führungsrohres ist.

   6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitkufe (23) aus einem das Führungsrohr (15) umgreifenden geschlitzten Bohr besteht, und daß das Führungsrohr einen durch den Schlitz (23') hindurchgreifenden Befestigungssteg (16) aufweist.

   7» Maschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub zylinder (32) in einem das Gehäuse einer Bohrlafette od.dgl. bildenden Führungsrohr ■(30) angeordnet ist und eine durchgehende, beidseitig aus dem Zylinder herausgeführte -Kolbenstange'(34) aufweist, die an . . ihrem auf der einen Seite des Kolbens (33) liegenden Ende den rotierenden Bohrkopf (7) od.dgl. trägt und die auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens über eine Schiebekupplung mit dem Bohrantrieb bzw= einem Getriebeorgan desselben . drehe Gill ties is verbunden ist. .

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   8. Maschine nach Anspruch 7₅ dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Führungsrohr (30) liegende Schiebekupplung eine die Kolbenstange (34)■ umgreifende Drehhülse (38) aufweist, mit der die Kolbenstange drehschlüssig, Jedoch axial verschiebbar gekuppelt ist.

   S. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehhülse (38). axial verlaufende Schiit ze (39) aufweist, deren

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   länge gleich dem Hub des VorschubZylinders (32) ist und in die an der Kolbenstange angeordnete radiale Insätze, wie Gieitsteine (40) od.dgl., eingreifen und geführt sind.

   10. Haschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehhülse (33) mit ihrem Kopfende über das Kolbenstangenende vorragt und in das als Einsteckmuffe (42) ausgebildete Kopfende die .Antriebswelle des Drehantriebs bzw. die G-etriebe-.Abtriebswelle zur Herstellung einer drehschlüssigen Verbindung einführbar ist.

   11. Maschine nach einem der .Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebekupplung bzw. die Drehhülse (38) drehschlüssig mit dem Zylinderrohr des TorschubZylinders (32) verbunden ist.