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"Verfahren und Maschine zum mechanischen Auffahren von Tunnel und
Strecken im Bergbau" Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum mechanischen
Auffahren von Tunnel und Strecken im Bergbau mit von der Kreisform abweichendem
Querschnitt mittels mechanischer AbbauwerkzeugeO Es ist bekannt, Tunnel und Strecken
im Bergbau durch Schießarbeit auf zufahren. Dieses Verfahren ist aber mit geringer
Leistung verbunden. Im Durchschnitt werden täglich in drei Schichten nur drei Meter
Vortrieb gewonnen, weil in der ersten Schicht drei Meter lange Sprenglöcher gebohrt
und vermint werden, in der zweiten Schicht erfolgt das Fortschaffen des Bohrwerkes
und in der dritten Schicht der Ausbau des neuen drei Meter langen Streckenteiles.
Dies ist nicht nur zeitraubend und deshalb teuer sondern erfordert auch geschultes
Fachpersonal, das heute in ausreichender Zahl zumeist nicht zur Verfügung steht,
Man
hat sich deshalb bemüht, dieses teuere und an eine geschulte Sprengmannschaft gebundene
Verfahren durch ein mechanisches Verfahren zu ersetzen. Hierbei hat man Vortriebsmaschinen
zur Anwendung gebracht, durch die Rollenbohrer auf der Ortsbrust unter hohem hydraulischem
Druck abgerollt werden. Der Einzeldruck ae Rolle beträgt dabei 10.000 kg und mehr,
wenn es sich um das Auffahren von Sandstein handelt0 Dabei hat man unter anderem
diese Rollen, die auch Diskenscheiben genannt werden, auf einen Tragrahmen so aufgesetzt,
daß sie mit ihrem kreisrunden Rahmen zwangsläufig die gesamte kreisförmige Ortsbrust
aufdrückenq Auf diese bekannte Weise wurden Tunnel und Strecken mit kreisförmigem
Querschnitt geschaffen. Diese bekannten Maschinen sind nun aber sehr schwerfällig,
zeigen ein großes Eigengewicht mit großer Baulänge und sind insgesamt sehr kostenaufwendig.
Daher sind sie im Bergbau nur sehr selten zur Anwendung gelangt. Ein weiterer Nachteil
ergibt sich dadurch, daß es hier zusätzlich erforderlich ist, die Kreisform in eine
Hufeisenform nach dem Vortrieb zu verwandeln, um eine gerade Sohle zu erhalten.
Auch die Schwierigkeiten des Einhängens der schweren Maschinenteile und ihr Zusammenbau
in einem besonderen Montageraum sind nachteilig.
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Zur Behebung dieser Nachteile ist das Verfahren der eingangs erwähnten
Art bekannt geworden, zu dessen Durchführimg eine Vortriebsmaschine bekannt wurde,
die auf einem Raupenfahrwerk ruht, dadurch aber beweglich ist und in ihrem Gewicht
und ihren Einzelteilen den Zusammenbau in der Strecke ermöglicht, siehe "Glückauf"
, Heft 24,Jahrgang 1969, Seite 1210 und folgende. Als Werkzeugträger ist hier ein
Kegelstumpf sorge sehen, dessen Umfang mit zahreichen Meißeln besetzt ist. Der Kegelstumpf
wird unter hydraulischem Druck und unter zwangshäufiger mechanischer Drehung in
die Ortsbrust eingedrückt und bohrt sich dadurch in das Gestein ein konisches Loch.
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Mit diesem als Basis wird dann der Kegelstumpf mit seinen MeSBeln
im Gestein seitwärts oder auf- und abwärts durch hydraulische Mittel je nach Bedarf
oder auch willkürlich weitergeführt.
Hierbei zeigt sich aber der
Nachteil, daß die Meißel schnell verschleißen. Schon nach einer, manchmal sogar
nach einer halben Schicht müssen die Meißel ausgewechselt werden, obschon das Gestein
verhältnismäßig weich ist. Der Verwendungs bereich dieser Maschine ist deshalb klein.
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Man hat also ganz allgemein bei Maschinen zum Auffahren von Strecken
im Bergbau mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt Rollenbohrer nicht zur
Anwendung gebracht, sondern diese Kratzer oder Meißel verwendet, die auf sich drehenden
Rundkörpern sitzen, in die Ortsbrust eindringen und dann in ihr unter sehr hohem
Druck weitergeführt werden, was nur bei weichem oder weniger weichem Gestein zum
Erfolg führen konnte.
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Diese Art des AuSbrechens hinterläßt aber sowohl die Wände als auch
den First und Sohle mit großen Unebenheiten, was den schnellen Ausbau der Strecke
nicht zuläßt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden
und das Verfahren der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß jedes Gestein
mit dem allerverschiedensten Härtegrad, von ganz weich bis zu sehr hart, mit gerader
Sohle unter Schonung der Wände, des Firstes und der Sohle aufgebrochen werden kann.
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Zur Lösung dieser Auf gabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die
Werkzeuge über die Ortsbrust mittels einer hin- und hergehenden Bewegung geschwenkt
und dabei hydraulisch gegen die Ortsbrust gedrückt werden. Dadurch können die allcfVerschiedensten
Querschnitte, z.B. rechteckige Querschnitte mit gerader oder mit gewölbter Decke
geschaffen werden, darüber hinaus ist der Aufwand zur Durchführung dieses Verfahrens
vergleichsweise gering. Die Seitenwände und der First werden geschont, und es ist
auch möglich, durch eine besondere Anordnung und Ausbildung der Werkzeuge, was später
noch erläutert wird, Gestein mit den arverschi edensten Härtegraden aufzubrechen.
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Zur Durchführung des erwähnten erfindungsgemäßen Verfahrens sind die
allerverschiedensten Vorrichtungen möglich, die geeignet sind, die über die Ortsbrust
hin- und hergehende Bewegung der Werkzeuge bei gleichzeitiger hydraulischer Anpressung
gegen die Ortsbrust zu erzeugen.
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Gesäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens eine Maschine vorgesehen, die ein Stempelwerk aufweist, daD eine Vorschub-
Kolbenzylindereinrichtung trägt, an dem ein Bohrwerk angeordnet ist, das einen um
eine Achse Schwenkbaren mit dem Werkzeug besetzten Rahmen aufweist, wobei eine Antriebsvorrichtung
zum Hin- und Herschwenken des Rahmens vorgesehen ist. In der Regel wird die erwähnte
Schwenkachse in der Streckenmitte liegen, sie kann jedoch auch
in größerer Nähe der Sohle angeordnet sein, wie später noch erläutert wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Antriebsvorrichtung
zwei hydraulische Arbeitszylinder mit Arbeitskolben aufweist, die mit Zahnstangen
verbunden sind, die mit Zahnkränzen am Rahmen im Eingriff stegen. Hierbei ist besonders
zweckmäßig, daß die Arbeitskolben als Doppelkolben ausgebildet sind, deren Zylinder
wechselweise mit Hochdrucköl gespeist werden.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß zur
Herstellung einer gewölbten Streekendecke die Schwenkachse des Rahmens in Schubrichtung
verläuft und daß der Rahmen kreisförmige Sektoren aufweist. Auf diese erfindungsgemäße
Weise werden die Vorteile einer drehenden Bearbeitung mit der einer hin- und hergehenden
miteinander verbunden, zumal diese Bewegung auch als Drehbewegung angesprochen werden
kann, die jedoch nur über einen begrenzten Winkelbereich erfolgt, woraufhin eine
Drehung in entgegengesetzter Richtung um den gleichen Winkel erzeugt wird. Auf diese
sehr elegante Weise ist es möglich, eine gewölbte Streckendecke über einer Sohle
herzustellen. Die
gewölbte Streckendecke hat sich aus verschiedenen
Grunden, z.B. im Bergbau,bewährt. Dabei kann zweckmäßig vorgesehen sein, daß ein
zusätzlicher Schubzylinder parallel zu einem oder mehreren Vorschubzylindern angeordnet
ist, Auf diese Weise läßt sich übrigens in jedem Falle der Vorschub des Bohrwerkes
verstärken, so daß eine vergleichsweise hohe Arbeitsgeschwindigkeit erreicht werden
kann.
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Eine weitere Beschleunigung der Arbeit läßt sich dadurch erzielen,
daß mindestens zwei Reihen von Werkzeugen bezüglich ihrer Schnittrichtung um 1800
gegeneinander versetzt am Rahmen angeordnet sind. Um noch größere Arbeitsgeschwindigkeiten
zu erzielen, können mehr als zwei Reihen Werkzeuge, z.B. vier oder noch mehr Reihen
vorgesehen sein, wobei es möglich ist, den Schwenkwinkel des Rahmens klein zu halten.
Dadurch werden natürlich auch die Arbeitszylinder sowie das erwähnte Zahnstangengetriebe
entsprechend klein.
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Um die Werkzeuge immer gleichmäßig zu belasten ist es ferner zweckmäßig,
daß der Rahmen einen Zylinder und an der Achse einen hierin passenden Kolben aufweist,
und daß dieser Zylinderraum unmittelbar mit dem Hochdruckspeicher verbunden ist.
Dadurch ist eine stets gleichbleibende federnde angemessene Belastung der Werkzeuge
und somit ihre optimale Ausnutzung gewährleistet, Besondere Vorteile können ferner
dadurch erzielt werden, daß zwei Rahmen zur gleichzeitigen Arbeit mit eigenen Schubzylindern
angeordnet sind. Dadurch ist es nämlich möglich, in Vorschubrichtung gesehen zuerst
einen rechteckigen und dicht dahinter einen kreis- oder hufeisenförmigen Querschnitt
gleichzeitig aufzufahren, wie später noch erläutert wird.
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Gemäß der Erfindung kann noch eine zweite Lösung vorgesehen sein,
bei der gleichfalls von dem erwähnten Verfahren zum mechanischen Auffahren von Tunnel
und Strecken im Bergbau mit von der Ereisform abweichendem Querschnitt mittels mechanischer
Abbauwerkzeuge ausgegangen wird. Gemäß diesem zweiten Lösungsweg ist
durch
die Erfindung vorgesehen, daß die Werkzeuge um eine quer zur Uunnelriohtung außerhalb
ihrer eigenen Drehachse liegenden Achse gedreht und dabei hydraulisch gegen die
Ortsbrust gedrückt werden. Diese Lösung zeigt den Vorteil des kontinuierlich drehenden
Antriebes, wodurch das Hin- und Herbewegen von Masse mit den dabei auftretenden
Massenkräften vermieden ist.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist einen Tragrahmen
auf, an dessen Außenumfang an sich bekannte Rollenbohrer angeordnet sind, wobei
der Tragrahmen über seine Achse mittels einer hydraulischen Kolben-Zylindereinrichtung
gegen die Ortsbrust vortreibbar ist. Darüberhinaus ist der Tragrahmen selbstverständlich
drehangetrieben. Hierzu ist besonders zweckmäßig, daß der Werkzeugträger trommelförmig
ausgebildet und durch ein Kegelräderpaar über eine in Vorschubrichtung angeordnete
Welle antreibbar ist, wobei der mittlere Teil des trommelartigen Trägers zum Durchlauf
der Antriebswelle freibleibt. Dieser Rest kann zweckmäßigerweise nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung dadurch beseitigt werden, daß die Werkzeuge als schräggestellte
Rollen ausgebildet sind, so daß der zwischen ihnen im mittleren Bereich des Trägers
stehenbleibende Rest der Ortsbrust von dieses Rollen abgedrückt wird.
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Durch die erfindungsgemäß hin- und hergehende oder drehende Bewegung
mit quer zur Vorschubrichtung liegender Achse nach der Erfindung wird bereits errti¢ht,
daß sowohl hartes als auch weiches Gestein anfreifbar ist. Dies kann durch eine
besondere Anordnung der Werkzeuge sehr vorteilhaft unterstützt werden, dz darin
besteht, daß einer oder mehrere der Rollenbohrer als Vorlaufbohrer angeordnet ist
bzw. sind, der bzw. die in Vorschubrichtung den übrigen Rollenbohrern vorlaufend
angeordnet ist bzw. sind. Dadurch sind die Vorlaufbohrer in der Lage, in sehr festes
Gestein einzudringen, während die übrigen nachlaufenden Rollenbohrer in der Lage
sind, die freistehenden Kanten zu brechen. Die Erfindung geht hier von der Erkenntnis
aus, daß
diese Art von Bohrern besonders wirksam frcistehendo Kanten
brechen, und durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Vorlaufbohrer werden im Gefüge
solche Kanten geschaffen.
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In weiteror Ausgestaltung dieses Gedankens ist vorgesehen, daß die
Vorlaufbohrer shceibenförmig ausgebildet und mit einer Verzahnung versehen sind.
Dabei kann die Verzahnung durch sur Umlaufachse schräge Zähne oder Winkelzähne gebildet
sein.
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Hiurdurch wird ein beschleunigter Angriff der Ortsb@ust und ein verringerter
Werkzeugverschleiß für eine vorgegebene Eindringtiefe erzielt.
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Weitere Einzelheiten der Krfindung ergeben sich aus der nun folgenden
Beschreibung einiger Ausführungsbeisp@ele unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser
zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Maschine; Fig.
2 eine Draufsicht auf die Maschine nach Fig.1; Fig. 3 eine Ansicht ähnlich wie Fig.
2, jedoch bei einer abgewandelten Ausführungsform; Fit. 4 eine Ansicht wie Fig.
1, jedoch mit einer weiteren Ausführungsform; Fig. 5 eine Ansicht in Ach@richtung
des Tunnels mit einer darüberhinausgchenden Ausführungsform; Fig. 6 eine Ansicht
ähnlich Fig. 5, jedoch mit einer Abwendlung des Werkzeugträger-Rahmens; Fig. 7 eine
weitere Ausführungsform des die Workzeuge tragenden Rahmens; Fig. 8 eine Ausführungsform
gemäß dem zweiten Lösungsweg in schematischer Seitenansicht;
Fig.
9 ein Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 8 schematisch; Fig.10 einen Längsquerschnitt
durch eine Ausfuhrungsform, die das gleichzeikige Auffahren zweier verschiedener
Querschnitte hintereinander ermöglicht; Fig.11 eine teilweise geschnittene Draufsicht
auf zwei verschiedene Werkzeuge gemäß der Erfindung; Fig.12, Fig.12a eine erste
Aus£ührungsform mit einem erfindungsgemäßen Vorlaufbohrer in Xeiten- und Frontansicht
schematisch; Fig.13, Fig.13a dasselbe wie Fig. 12 und Fig. 12a bei fortgeschrittener
Eindringtiefe des Vorlaufbohrers; Fig.14 eine weitere Ausführungsform mit zwei Vorlaufbohrern.
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Figur 1 zeigt eine Maschine mit horizontaler Achse. Sie besteht im
wesentlichen aus einem Stempelwerk mit den vier Doppelstempeln 1, die mittels Hochdrucköl
an die Sohle und die Decke gedrückt werden, und einem Vorschubzylinder 2, der an
den Stempelzylindern in der veranschaulichten Weise angeordnet, das einen Stufenkolben
3 und den von ihm getragenen Rahmen 4 mit Rollenbohrern 5 aufweist. Der Rahmen 4
ist um die Achse 6, die in diesem Falle, wie schon erwähnt, horizontal liegt, schwenkbar.
Zur Durchführung dieser hin- und hergehenden Schwenkbewegung ist eine Antriebsvorrichtung
vorgesehen, die aus zwei hydraulischen Arbeitszylindern 8 mit ihren Arbeitskolben
9 besteht, die mit Zahnstangen 11, siehe Figur 2, einstückig ausgebildet
sind,
die mit den Zahnkranzen 12 im Eingriff sind, die zu diesem Zweck ortsfest an dem
Rahmen 5 oder an der Achse 6 angebracht sind. Das Bohrwerk zeigt ferner noch Stempelzylinder
14, die seitlich dann gegen die Tunneiwand gedrückt werden, wenn der Stufenzylinder
3 ausgefahren ist. Das Stempelwerk 1 muß dann nach lockerung nachgezogen werden,
was nur geschehen kann, wenn der Stufenkolben 3 blockiert wird.
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Am Rahmen 4 ist ferner noch eine Räumvorrichtung 55 ange-.
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lenkt, die sich bei jedem Hubende des Rahmens nach unten selbsttätig
auf die Ortsbrust legt und auf diese Weise das gewonnene Bohrgut zum Schaufelwerk
oder zu einer schiefen Ebene 16 schiebt. Dieses Schaufelwerk kann beispielaweise
durch zwei Lenker 18 nach Figur 1 mit dem Bohrwerk verbunden sein sind wandert mit
ihm in Vorschubrichtung. Die verschiedenen möglichen Stellungen des Räumers 15 sind
mittels unterbrochener Linien veranschaulicht. Man erkennt, daß dieser Räumer 15
verschiedene Stellungen einnehmen kann, wenn der Rahmen 4 mit den Rollenbohrern
5 seine Bewegung nach unten ausführt.
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Dabei wird im vorliegenden Falle ein Winkel von 1050 bestrichen, bis
der untere Rollenbohrer 5 seine unterste Lage in Figur 1 erreicht hat. Je weiter
die beiden Werkzeuge 5 voneinander entfernt sind, desto kleiner kann dieser Schwenkwinkel
sein.
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Die winkelmäßige Versetzung der beiden Rollenbohrer 5, 5 an dem Rahmen
4 beträgt im vorliegenden Falle 75°.
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Die schiefe Ebene 16 zeigt eine endlose Gliederkette 16b, siehe auch
Figur 2, mit den dazugehörigen Leitrollen 16c, 16d und 16e sowie den Antriebsmotor
16f und die Schaufeln 16g? wozu noch die Durchlaßöffnung 16a gehört. Darunter befindet
sich ein Förderband 17 mit seinen Tragrollen 17a, die nicht nur die Last des Förderbandes
selbst, sondern auch die der schiefen Ebene aufnehmen.
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Die Stempel 1 und der Zylinder 2 sind mittels Flanschen 7 miteinander
verschraubt.
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In Figur 2 sind die Arbeitssylinder 8, 8' mit ihren Arbeitskolben
9, 9' geschnitten veranschaulicht. Wie schon erwähnt, bildet die hier veranschaulichte
Zahnstange 11, 11' das Mittelstück jedes Arbeitskolbens 9, 9'. Dadurch wird die
größtmögliche Raumeinsparung erzielt, auch gestaltet sich die Montage durch diese
MaBnahme vergleichsweise einfach. In Figur 2 sieht man, daß es sich um zwei derartige
Doppelkolben 9, 9' mit Zahnstangen 11, 11' handelt. Bei leichteren Maschinen würde
unter Umständen natürlich auch eine Zahnstange mit einem Kolben genügen, da aber
die ganze in Figur 2 sichtbare Breite des Rahmens 4 mit in Figur 2 nicht näher ausgeführten
Werkzeugen besetst ist, muß die Antriebsvorrichtung entsprechend schwer ausgelegt.sein.
Die Erfindung ist nicht auf diesen Zahnstangenantrieb begrenzt, sondern es sind
auch andere Getriebe oder insgesamt Antriebsvorrichtungen zur Erzeugung der erwähnten
hin- und hergehenden Bewegung des Rahmens 4 denkbar.
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Das Zahnstangengetriebe mit dem Doppelkolbenantrieb zeigt aber den
Vorteil des geringen Raumbedarfes. Figur 2 zeigt auch die schiefe Ebene 16 in Draufsicht,
durch die das Bohrgut auf das Förderband 17 oder dergleichen Fördervorrichtungen
gebracht wird.
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In Figur 3 ist ein weiteres Ausfürrungsbeispiel der Maschine veranschaulicht.
Hier ist die Schwenkachse 20 des Rahmens 25 senkrecht angeordnet, die im Schubkolben
3 des Schuhzylinders 2 gelagert ist. Dieser ist seinerseits wieder mittels seiner
Stempel mit dem Stempelwerk verflanecht, was nicht näher gezeigt ist. Die Achse
trägt ferner dea Rahmen 2-5 mit seinen Bohtwerkseugen 26, von denen nur eines schematisch
angedeutet ist. Es sind auch wieder zwei Arbeitszylinder 27 2?' mit Arbeitskolben
28, 28' ähnlich wie zuvor, angeordnet aber hier in waagerechter Lage entsprechend
der senkrechten Anordnung der Achse 20. Der Arbeitskolben 28 ist hier wieder wie
zuvor einstückig mit der Zahnstange 29 ausgebildet, die in die Zahnkränze 30 eingreift
Figur
4 zeigt wieder eine Ausführungsform mit waagerechter Schwenkung um das am Schubsylinder
34 fest sitzende Achsenpaar 35, das im Stempelwerk 36 gelagert ist. Die Schwenkung
erfolgt über das Zahnkranspaar 37 über das Arbeitszylinderpaar 38 mit seinem Kolben-
und Zahnstangenpaar 39 und 40. Der Zylinder 34 trägt den Schubkolben 3, der mit
am Bohrkopf 4 sitzenden Werkzeugen 41 besetzt ist. Die Werkzeuge sind hier zum Bearbeiten
weichen Gesteins als Kratzer ausgebildet. Sie können je zur Hälfte um 1800 versetzt
die Streckenstöße aufreißen0 Bei hartem Gestein sind Rollenbohrer erforderlich,
die anstelle der vier mittleren Kratzerreihen anzuordnen sind.
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Die Wirkung wird erheblich vergrößert, wenn der Bohrkopf erfindungsgemäß
mit den Rollen nicht nur um eine waagerechte Achse, sondern zusätzlich auch um eine
senkrechte Achse 81 geschwenkt wird. Diese zweite Achse 81 ist hier beispielsweise
im Bohrkopf 4' und an dem Schubzylinder 3 gelagert. 8ie ist an ihren Enden mit Zalinkränzen
81 versehen, in die Zahnstangen der Arbeitsaylinder 82 eingreifen.
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Der Bohrkopf ist entsprechend zu verkürzen und die Zahl der Rollenbohrer
zu verringern, um das Schwenken des Kopfes 41 zu ermöglichen.
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Die Schwenkache 81 kann auch im Stempelwerk gelagert sein, wodurch
der Schwenkarm verlängert und die Ortsbrust vorteilhafter gestaltet wird.
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Die Frequenz der 11Steuerungen der Arbeitszylinder, die durch Steuert
geräte bekannter Art selbsttätig erfolgen kann, kann den Verhältnissen zur Ersielung
des optimalen Wirkungsgrades angepaßt werden.
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Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform zum Aufbrechen eines rechteckigen
Querschnittes mit gewölbter First. Hierbei verläuft die Schwenkachse des mit den
Werkzeugen 46 besetzten Armes 45 zentrisch in Richtung der Zeichenebene. Den beiden
Schubzylindern 43 und 43' ist mittig ein dritter Zylinder 42 zugeordnet. Sein nicht
gezeigter Kolben ist mit einem Zahnkranz versehen, in den die Zahnstange des Arbeitszylinders
69 eingreift, der von zwei Rohren 68 verschiebbar getragen wird, die am Schubzylinder
42 sitzen. Zum Auffahren der Wölbung ist hier der Bohrschwenkarm 45 mit hier nicht
sichtbaren Rollenbohrer 46 versehen, der an dem nicht gezeigten Schubkolben gelagert
ist, der im Schubzylinder
sitzt. Der Schwenkrahmen 45 wird ähnlich
wie zuvor mittles eines Arbeitszylinders mit seiner Zahnstange und dem Zahnkranz
hin- und herbewegt, Soll nun der querschnitt kreisförmig über der Sohle aufgefahren
werden, wie dies durch die strichpunktierte Linie 47 angedeutet ist, so wird der
Schwenkarm 45 mit seitlichen Verlängerungen 48 und 48' ausgerüstet, die kreisförmige
Sektoren bilden. Diese Querschnittsform wird wegen des sehr stabilen kreisförmigen
Ausbaus der Strecke zuweilen bevorzugt.
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Gemäß der Erfindung können nun zwei Rahmen gleichzeitig arbeiten.
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Dabei handelt es sich einmal um den Rahmen, der durch die Schubzylinder
43 und 431 mit seinen Werkzeugen, z.B. Rollenbohrer, die Ortsbrust rechteckig angreift,
wie dies bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen dargestellt wurde. Zum anderen
arbeitet gleichzeitig der erwähnte Schwenkrahmen 45 mit den erwähnten Verlängerungen
48 und 48', um den Querschnitt bis zu der strichpunktierten Linie 47 zu erweitern.
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Das geteilte Auffahren des kreis- oder hufeisenförmigen Querschnittes,
nämlich einmal das Auffahren des rechteckigen querschnitts und dicht dahinter das
Auffahren dieses Rechteckes können in einem Vorgang zusammengefaßt werden. Hierzu
kann der Schwenkrahmen 45 wie in Figur 6 ausgebildet sein, nämlich einen viereckigen
Arm a, b, c, d mit dem Halbmesser R bilden, der mit Rollenbohrern 46 besetzt und
um 1800 vor- und zurückgeschwenkt wird. Seine Nahe 74 sitzt auf dem Vorderende des
verschiebbaren Tragrohres 65. Die Mittelachse des Tragrohres 65 stimmt mir der Mitte
des Rechteck-Querschnittes überein. Es wird also der Hufeisen-Querschnitt durch
das Anpressen des Schwenkrahmens 45 mit seinen Rollenbohrern 46 auf die Ortsbrust
beim Hin- und Herschwenken in einem Vorgang erreicht. Hierbei tritt der Anpreßdruck
immer exzentrisch auf. Durch entsprechende Bemessung des Tragrohres 65 und des Stempe)werkes,
in dessen Stempelzylinder 66 das Tragrohr geführt ist/,kd%fl(flse exzentrische Belastung
gut aufgenommen Werden.
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Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des die Werkzeuge 5 aufnehmenden
Rahmens. Der Rahmen 53 ist hier genau zentrisdh mit dem Zylinder 54 angeordnet,
der zusammen mit den an ihm angeschweißten Rahmenteilen auf den Kolben 56 aufgesetzt
ist, welcher wieder an der Achse 55 wie zuvor angelenkt ist. Der Zylinderraum zwischen
dem Zylinderdeckel und dem Kolbenboden wird mit Drucköl eines Zwischendruckes gefüllt.
Dieser auf den ZylinderdeKkel ausgeübte Teildruck belastet beide veranschaulichten
Werkzeugreihen mit der Hälfte des Teildruckes unabhängig von ihrer Stellung vor
der Ortsbrust. Ein Leerlauf oder eine Leerstellung eines Werkzeuges 5 wird auf diese
Weise vermieden. Die Leistung der Maschine ist vom Widerstand und der zugeführten
ölmenge äe Sekunde sowie ihrem Druck abhängig.
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Beides kann durch Drossel- und Regelventile nach Wunsch eingestellt
werden.
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Die Figuren 8 und 9 zeigen eine zweiteilige Trommel 57 als Träger
der Werkzeuge 58, die die Ortsbrust in ähnlicher Weise angreifen wie bei der flin-
und her- bzw. vor- und rückwärtsgehenden Bewegung nach den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
Hierbei wird die Trommel von der Welle 62 über das Kegelräderpaar 61', 61 in ständige
Drehung versetzt. Zum Antrieb der Welle 62 kann ein Hydromotor dienen. Uber die
Trommel werden die Werkzeuge gegen die Ortsbrust gedrückt, der ähnlich wie zuvor
beschrieben von einem Stempelwerk 64 nach den Figuren 1 und 2 über die beiden Stangen
63 und 63r auf die Nabe 64 und die Achse 59 ausgeübt wird.
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Wie der Figur 9 deutlich zu entnehmen ist, bleibt bei dieser Ausführungsform
ein mittlerer Teil der Ortsbrust in der Breite etwa gleich dem Durchmesser der Welle
62 frei. Dieser stehenbleibende Rest wird jedoch von den schräg gestellten Rollen
58 nach Figur 9 abgedrückt.
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Figur 10 zeigt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Figur
5 schematisch. Hierin ist; die grundsätzliche erfindung gefäße Bauweise veranschaulicht
bezüglich der Trennung des 3chubzylinders mit seinen ßchubkolben vom Stempeluverk
oder
-zylinder mit dem Körper, der das Gewicht der Achse und des
Schwenkarms trägt, der hier ein Zylinder ist. Der Tragzylinder 65 ist im Stempelzylinder
66 verschiebbar angeordnet. Er trägt den Bohrkopf mit dem Schwenkarm 45 mit seinen
Rollenbohrern nach Figur 5 und dem Arbeitszylinder 69 mit Arbeitskolben und Zahnstange
70. Der Schubzylinder 42 sitzt fest am Deckel 67, er ist also in fester Verbindung
mit dem Stempelzylinder. Der Schubkolben 64 steht dagegen mit dem Tragkörper 65
nur in lockerer Verbindung. Er drückt allerdings unmittelbar auf den Boden des Tragkörpers
65 über das Kugellager 72, er kann jedoch ohne Schwierigkeiten seitlich ausweichen,
d.h. er nimmt an einer mangelhaften Ausfluchtung der Achsen der Teile 42 und 65
nicht teil, vielmehr ist es ihm ermöglicht, seine Achsrichtung nach dem Zylinder
42 zu richten. Andernfalls würde bei seitlichen Biegungen oder Spannungen das Arbeiten
und Dichthalten gegen einen Öldruck von s.B. 200 atü leiden. Dieses Problem tritt
bei allen schamatisch veranschaulichten Maschinen auf und kann auf diese erfindungsgemäße
Weise gelöst werden.
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Figur 11 zeigt im oberen und unteren Teil zwei verschiedene erfindungsgemäße
Rollenbohrer, deren Besonderheit darin besteht, daß die Iaufkante nicht kreisrund
ausgebildet ist, sondern, wie veranschaulicht, als runde Scheibe mit schräg oder
winkelig geschnittenen Zähnen. Dennoch wird der Vorteil der laufenden Punktpressung
beibehalten, die sogar verdreifacht und besser verteilt wird. Beim oberen Ausführungsbeispiel
zeigt der Rollenbohrer 71 Winkelaähne 80, während unten schräge Zähne 81 angeordnet
sind.
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Diese erfindungsgemäßen Rollen sind geeignet, Rillen in die Ostsbrust
einzugraben und dadurch für die eigentlichen bekannten Rollenbohrer Ränder zu schaften,
die sich erfahrungsgemäß leicht abspalten lassen und dadurch Bohrgut in größeren
Stücken schafft.
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Diese erfindungsgemäßen Rollenbohrer nach Figur 11 sind gemäß den
Figuren 12 mit 14 als Vorlaufbohrer angeordnet un graben sich ein, noch ehe die
Rollenbohrer zum Eingriff kommen.
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In den Figuren 12, 12a, 13 und 13a ist gezeigt, wie die erwähnten
Rollenbohrer 5 zunächst im Abstand X von der Ortsbrust entfernt leer mitlaufen.
Gemäß Figur 13 kommen sie gerade zum Eingriff, ebenso wie in Figur 14, wobei die
Rollenbohrer 71 und die Rollenbohrer 5 gleichzeitig anliegen, was theoretisch eine
einfache Bestimmung bedeutet, 8o daß der Anpreßdruck, der bis dahin vom Rollenbohrer
71 allein getragen wurde, sich gleichmäßig z.B. auf die vier dazugehörigen Rollenbohrer
5 verteilt.
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Da hier aber die zweifache Bestimmung nicht vorausgesetzt werden kann,
läßt die Schrämarbeit des Rollenbohrers nach, er kann unter Umständen sogar leer
mitlaufen und der gesamte Anpreßdruck geht auf die Rollenbohrer über, die die Rillenränder
innerhalb kürzester Zeit abspalten. Sie überlassen dann sofort den gesamten Anpreßdruck
dem Rollenbohrer zur stetigen Vertiefung der Rille.
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Dabei ist die richtige Bemessung des Anpreßdruckes je Bohrer wichtig.
Es handelt sich um etwa 10.000 kg je Rolle, was bedeutet, daß bei dem Ausführungsbeispiel
nach Figur 13 und 14 der Rollenbohrer mit etwa 20.000 kg Anpreßdruck schrämt. Die
Ausrüstung mit schrägen oder winkligen Zähnen oder auch als drei dicht nebeneinanderlauf
ende Diskenscheiben gibt dem Rollenbohrer die Fähigkeit, wirksam zu schrämen oder
drücken zu können.
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Man kann auch andere Verhältnisse von Rollenbohrer zu Rollenbohrer
als das hier veranschaulichte von 1 zu 2 anwenden.
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In jedem Falle ist es dadurch möglich, sowohl sehr hartes als auch
weiches Gestein rationell und das heißt mit verhältnismäßig geringem Aufwand und
großer Geschwindigkeit erfolgreich anzugreifen. Durch das erfindungsgeiäße Verfahren
wird ferner die Ortsbrust unter Schonung der Wände, des First und der Sohle der
Strecke aufgebrochen, was für ihren Ausbau förderlich ist.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die in allen ihren Teilen
vergleichsweise leichte Maschine bequem auseinandergenommen und unter Tage auch
bequem von Bbbaustrecke zu Abbaustrecke befördert werden kann. Der Gebrauchswert
der Maschine wird dadurch erhöhte