DE2009271C3 - Vorrichtung zur Richtungssteuerung einer Vollschnitt-Streckenvortriebsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Richtungssteuerung einer mit einem Bohrkopf ausgerüsteten Vollschnitt-Streckenvortriebsmaschine, die einen über den ganzen Umfang geschlossenen, unmittelbar hinter dem Bohrkopf angeordneten Schild aufweist, der einen geringeren Durchmesser hat als der Bohrkopf.

Es ist eine Vorschubeinrichtung für den Bohrkopf einer Vorrichtung zum Vortreiben von Strecken, Stollen oder Schächten bekannt, deren vorderes Ende auf einem Stützschuh ruht, der Teil eines Schildes ist. Der Stützschuh reicht weit nach vorne bis in die Nähe der Streckenbrust und stimmt mit der Form des Umfangs des Ausbaus weitgehend überein. Dadurch kann der Stützschuh ein Neigen des Bohrkopfes an seinem vorderen Ende nahe seiner Schneidfläche ausgleichen und dadurch ein Steuern der Vortriebsmaschine nach oben oder unten durch Betätigen eines Steuerschuhs am hinteren Ende der Vortriebsmaschine erleichtern. Außer dem Stützschuh hat der Schild seitlich angeordnete bogenförmige Steuerschuhe, die den Stützschuh verlängern und in der Form mit dem Umfang des Ausbaus übereinstimmen. Die Vortriebsmaschine wird mittels zwei gekrümmter Schuhe seitlich verschoben, die auf jeder Seite des Schildes angeordnet sind.

Bei dieser bekannten Vollschnitt-Vortriebsmaschine ist der Schild zwar unmittelbar hinter dem Bohrkopf angeordnet, aber nicht über den ganzen Umfang geschlossen und auch nicht von geringerem Durchmesser als der Bohrkopf. Da außerdem der Stützschuh nicht als Wippkufe ausgebildet ist, läßt diese bekannte Vortriebsmaschine eine universelle Richtungssteuerung nicht zu.

Es ist eine Vorrichtung zum Vortreiben von Strecken, Stollen oder Schächten mit einem Schild bekannt, in dem das Antriebsaggregat eines umlaufenden Bohrwerkzeuges untergebracht ist. Der Schild stützt sich ir Vortriebsrichtung verfahrbar gegen die Wandung bzw gegen den erstellten Ausbau ab. Vor dem Schild läuft eir Bohrwerkzeug um, das in Vortriebsrichtung vor- und ir das Schildinnere rückfahrbar ist. Das Bohrwerkzeug greift auf der gesamten Strecken- oder Stollenbrus' bzw. Schachtsohle an. Der Schild weist einen biegsamer Zwischenteil auf, damit der Stollen in Kurve aufgefah ren werden kann. Vor dem Zwischenteil ist dei

ίο unmittelbar hinter dem Bohrkopf angeordnete Schilc über den ganzen Umfang geschlossen. Hinter den Zwischenteil besteht der Schild aus einem oberen unt unteren Mittelstück, zwischen denen sich Schilde befinden, über die sich hydraulische Anpreßvorrichtun gen unmittelbar an der Stollenwandung abstützen.

Damit ist es zwar möglich, die Antriebswellen für der Bohrkopf zur Achse des fertigen Ausbaus winklig zi stellen und damit Kurven beim Vortrieb des Stollen! bzw. der Strecke aufzufahren; eine universelle Rieh tungssteuerung ist mit dieser bekannten Vortriebsma schine jedoch nicht möglich.

Eine bekannte Maschine für sprengungslosen, halb kontinuierlichen Vollvortrieb eines kreisförmigen Stol len- oder Tunnelprofils besteht aus einem runder Schneidkopf mit am Umfang angeordneten Werkzeu gen zum Lösen des Gesteins. Der Schneidkopf dreh sich um die Achse der Vortriebsmaschine, die mit dei Tunnelachse zusammenfällt. Er stützt sich auf einen Auflagerkasten ab, in dem sich mehrere elektrisch Antriebsmotoren befinden. Am Auflagerkasten sine hydraulische Vorschubpressen abgestützt, deren hinten Enden auf einem horizontalen, quer zur Maschinenach se verlaufenden Riegel lagern. Mit diesen Pressen wire der zur Felsbearbeitung erforderliche Anpreßdrud erzeugt. Seine Reaktion sowie auch die Reaktion de; vom Schneidkopf auf die Tunnelbrust übertragener Drehmomentes werden vom Querriegel übernommei und von diesem über zwei hydraulische an da; Tunnelparament gepreßte Widerlagerplatten auf der Fels übertragen. Während des geradlinigen Vortriebes in horizontalen und vertikalen Krümmungen, ii Steigungen und im Gefälle wird die kurvengängigi Maschine mittels hydraulisch betätigter, seitlich de: Auflagerkastens sowie unter dem Rahmen angebrach ter Schuhe gesteuert.

Bei dieser bekannten Vollschnitt-Vonriebsmaschini ist der Schutzschild ebenfalls unmittelbar hinter den Schneidkopf angeordnet, jedoch nicht über den ganzei Umfang geschlossen. Außerdem weist er einen größe ren Durchmesser auf als der Schneidkopf. Der vorden Steuerschuh hat in Längsrichtung des Stollens gesehei eine gerade flache Auflagerfläche, so daß die Richtungs steuerung mittels der Stützschuhe in engen Grenzei bleibt. Außerdem sind die Stützschuhe nicht an Schutzschild, sondern am Maschinenrahmen ange bracht, so daß zwischen diesen beiden eine festi Verbindung notwendig ist.

Bei einer anderen bekannten Stollenbohr- um -Vortriebsmaschine, die sich hinter den stirnseitij angeordneten Werkzeugen an der Stollenwand führt, is die Lenkvorrichtung als selbständige, für sich im Stollei abgestützte, hinter der Vortriebsmaschine angeordnet! und mit dieser über Schleppstangen od. dgl. lösba verbundene Baueinheit ausgebildet. Die Vortriebsma schine hat an ihrem Hinterende einen vorzugsweisi zentralen, nach rückwärts gerichteten Tragzapfen, de in der Lenkvorrichtung in zwei verschiedenen, zu Zaptenachse normal verlaufenden Richtungen, Vorzugs

weise in lot- und waagerechter Richtung, verstellbar gehalten ist. Zur Tragzapfenverstellung sind zwei getrennt anlreibbare Gewindespindeln vorgesehen. Auf jeder ist ein Kreuzkopf geführt, den eine Pleuelstange mit dem Tragzapfen verbindet. Die Gewindespindeln sind über je einen Schneckentrieb angetrieben. Das die Verstelleinrichtung für den Tragzapfen aufnehmende Gehäuse ist mit zwei Laufrolle;! auf Schienen eines unteren Schlittens gelagert und über dauernd beaufschlagte Kolbentriebe gegen einen am Stollenfirst anliegenden Gleitschuh abgestützt.

Bei dieser bekannten Lenkvorrichtung werden nicht die Stützschuhe zum Steuern der Vortriebsmaschine benutzt, sondern eine selbständige gesonderte und für sich allein im Stollen abgestützte Baueinheit, die sämtliche Lenkbewegungen des Bohrkopfes rela'iv zu den Stüt/.üchuhen ausführt. Eine solche zusätzliche Lenkvorrichtung ist mit einem großen Aufwand angetrieben und Maschinenelementen, zusätzlichen Teilen u.dgl. mehr verbunden, die den Vorteil der universellen Richtungssteuerbarkeit wieder aufheben.

Schließlich ist eine Vorrichtung -.ur Kurvensteuerung einer ins Bohrloch einfahrbaren Tunrielbohrttiaschine bekannt, der mindestens eine gegen die Tunnelwandung verspannbare Abstützung zugeordnet ist. Mit dem hinteren Ende der Tunnelbohrmaschine ist über eine Gelenkkupplung eine Führungsbahn verbunden, die gegenüber der Maschine in einer wählbaren Winkellage arretierbar ist. Mit der gegen die Tunnelwandung verspannten Abstützung über ein Gelenk ist eine Schubhalterung für die Führungsbahn verbunden. Eine weitere Schubhalterung der Tunnelbohrmaschine ist gelenkig mit einer vorderen, im Bereich des Bohrkopfes vorgesehenen, gegen die Tunnelwandung verspannten Abstützung verbunden.

Auch bei dieser bekannten Kurvensteuerung werden nicht die Stützschuhe der Abstützungen zum Kurvensteuern der Tunnelbohrmaschine benutzt, sondern ein Doppelgelenk sehr großer Abmessung, mit dem Größe und Richtung der Auslenkung der Führungsbahn gegenüber der Maschine relativ zu den Stützschuhen eingestellt werden. Die Stützschuhe der Abstützungen dienen in Verbindung mit mehreren Schubkolbentrieben ausschließlich als Schreitwerk zum Nachziehen des Antriebskörpers und der Kurvensteuerung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Richtungssteuerung einer Vollschnitt-Streckenvortriebsmaschine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß unter Beseitigung der aufgezeigten Nachteile und Mängel des vorstehend geschilderten Standes der Technik die Steuerung der Vortriebsmaschine besser und genauer durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß im Sohlbereich des Schildes eine fest mit ihm verbundene, konvex geformte Wippkufe vorgesehen ist und daß im Abstand davon oberhalb, unterhalb sowie an beiden Seiten des Schildes gelenkig mit ihm verbundene, über Schubkolbengetriebe gegen die Streckenwandungen und -stoße ausschwenkbare Stützkufen angeordnet sind.

Der mit der Erfindung erzielbare technische Fortschritt beruht auf mehreren Vorteilen: Durch die im Sohlbereich des Schildes fest mit ihm verbundene Wippkufe kann der Vollschnitt-Streckenvortriebsmaschine zur Erzeugung einer aus der horizontalen Ebene nach oben gerichteten Abweichung ständig ein nach oben gerichteter geringer Neigungswinkel gegeben werden. Dieser Neigungswinke! wirkt der bei YoH-schnitt-Streckenvortriebsmaschinen allgemein vorhandenen Tendenz entgegen, aus der waagerechten Ebene ständig nach unten abzuweichen. Weitere Vorteile sind die genaue Richtungssteuerung und die Möglichkeit, eine Strecke oder eineii Stollen mit einem kleineren Krümmungsradius auffahren zu können, als er mit einem Schild erreichbar ist, der dicht in den Stollen paßt. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, dem wesentliche Bedeutung zukommt, sind die oberhalb und

ίο unterhalb am Schild vorgesehenen Steuerkufen an jeweils einem als Schildschwanz ausgebildeten Mittelsiück des Schildes befesiigt, das sich jeweils bis zwischen die Abspannpratzen der Abspannvorrichtung erstreckt. Demgegenüber sind die in waagerechter Richtung ausschwenkbaren seitlichen Steuerkufen in einem geringeren Abstand hinter der Wippkufe als die obere und untere Steuerkufe angeordnet.

Durch diese wechselweise Anordnung der Steuerkufen ist es möglich, daß die Abspannpratzen, wenn sie betätigt werden, zum Abstützen der Vollschniti-Strekkenvortriebsmaschine entgegen der Vortriebsrichtung aus dem Umfange des Schildes heraustreten können. Dabei bilden sie gleichzeitig zwischen den Mittelstücken einen Ausschlag, der das Drehmoment des Bohrkopfes aufnimmt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 den Schild und Bohrkopf einer Vollschnitt-Streckenvortriebsmaschine schematisch in axialem Schnitt ohne Abspannvorrichtung,

F i g. 2 den Schnitt nach Linie H-II der F i g. 1 und
F i g. 3 die Rückansicht des Schildes mit Abspannvorrichtung.

Die Vollschnitt-Vortriebsmaschine gemäß der Erfindung hat einen über den ganzen Umfang geschlossenen Schild 1, der unmittelbar hinter einem Bohrkopf 2 angeordnet ist. Der Schild 1 hat eine nur aus Fig. 3 ersichtliche Abspannvorrichtung 3, deren Abspannpratzen 4 mittels hydraulischer Spannzylinder 5 gegen die Streckenwandungen und -stoße gepreßt werden. An beiden Seiten sind die Abspannpratzen 4 mittels Gelenkplatten 6 miteinander verbunden, so daß sie begrenzt gegeneinander bewegt werden können. Hierdurch lassen sich die Abspannpratzen 4 der Form des Bohrloches anpassen.

Die Vortriebsmaschine wird durch hydraulische Schreitzylinder 7 vorgeschoben, deren hintere Enden an der Abspannvorrichtung 3 angelenkt sind. Die Schreitzylinder 7 sind vorzugsweise in beiden Richtungen betätigbar, so daß sie auch zum Zurückziehen des Schildes 1 von der Streckenbrust benutzt werden können.

Der Schild 1 hat in bekannter Weise einen geringeren Durchmesser als der Bohrkopf 2, der auf der Stirnwand 8 des Schildes 1 mittels eines Lagers 9 drehbar gelagert und zum Antreiben mit einem Zahnkranz 10 versehen ist, mit dem mehrere Ritzel 11 kämmen. Diese sind von Hydraulikmotoren 12 angetrieben, die am Schild 1 befestigt sind.

Auf seiner Rückseite weist der Schild 1 zwei Schildschwänze 13 und 14 auf, die sich in rückwärtiger Richtung zwischen den zwei oberen und den zwei unteren Abspannpratzen 4 erstrecken. Im Sohlbereich des Schildes 1 ist eine Wippkufe 15 vorgesehen, die fest mit ihm verbunden und konvex geformt ist. Diese Wippkufe dient zum Steuern des Schildes gegenüber der Streckensohle. Dazu sind vier Steuerkufen 16 bis 19 vorgesehen, die durch nicht weiter dargestellte Schub-

kolbengetriebe betätigt werden. Die Steuerkufen 16 und 17 sind im Abstand von der Wippkufe 15 oberhalb bzw. unterhalb an den Enden der Schildschwänze 13 und 14 gegen den Streckenfirst bzw. die Streckensohle ausschwenkbar gelagert. Die Steuerkufen 18 und 19 sind in einem geringeren Abstand als die obere und untere Steuerkufe 16 und 17 hinter der Wippkufe 15 seitlich angeordnet und in waagerechter Richtung gegen die Streckenwandungen und -stoße ausschwenkbar gelagert.

Soll die Stirnseite des Schildes 1 nach unten gedrückt werden, wird die Steuerkufe 17 gegen die Bohrlochsohle gepreßt, so daß der rückwärtige Teil des Schildes 1 angehoben wird, der dabei um die Wippkufe 15 schwenkt. Zum Aufwärtssteuern des Schildes 1 wird die Steuerkufe 16 gegen die Bohrlochfirste gepreßt.

Richtungsänderungen der Seite nach ergeben sich durch Andrücken der einen oder anderen Steuerkufe 18 bzw 19 gegen die jeweilige Seite der Streckenwand Richtungsänderung dazwischen werden durch Kombination der Verstellbewegungen einer der oberen oder unteren Steuerkufen 16 oder 17 mit einer der seitlichen Steuerkufen 18 oder 19 erreicht.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, hat die Wippkufe 15 zum Tragen der Vortriebsmaschine eine große Breite, auf die sich das Gewicht der Vortriebsmaschine verteilt, Bei weicher Bohrlochsohle drückt sich die Wippkufe 15 lediglich ein wenig tiefer ein. Dadurch liegt sie mit einer größeren Fläche auf, die ein größeres Auflager bildet, Der als Mittelstück ausgebildete Schildschwanz 13 gewährt guten Schutz nach oben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

09 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Richtungssteuerung einer mit einem Bohrkopf ausgerüsteten Vollschnitt-Vortriebsmaschine, die einen über den ganzen Umfang geschlossenen, unmittelbar hinter dem Bohrkopf angeordneten Schild aufweist, der einen geringeren Durchmesser aufweist als der Bohrkopf, dadurch gekennzeichnet, daß im Sohlbereich des Schildes 1 eine fest mit ihm verbundene, konvex geformte Wippkufe (15) vorgesehen ist und daß im Abstand davon oberhalb, unterhalb sowie an beiden Seiten des Schildes (1) gelenkig mit ihm verbundene, über Schubkolbengetriebe gegen die Streckenwandungen und -stoße ausschwenkbare Steuerkufen (16—19) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb und unterhalb am Schild (1) vorgesehenen Steuerkufen (16, 17) an jeweils einem als Schildschwanz (13, 14) ausgebildeten Mittelstück des Schildes (1) befestigt sind, das sich jeweils bis zwischen die Abspannpratzen (4) der Abspannvorrichtung (3) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in waagerechter Richtung ausschwenkbaren seitlichen Steuerkufen (18, 19) in einem geringeren Abstand hinter der Wippkufe (15) angeordnet sind als die obere und untere Steuerkufe (16,17).