DE2113190B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vortrieb von Strecken und Tunneln - Google Patents

Description

• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die durch Fräsen hergestellten Schlitze in der Ortsbrust nur noch Hilfsstrukturen, die zusammen mit der Maßnahme des Hinterschneidens dazu dienen, aus dem Gebirgsverband Blöcke herauszulösen. Dabei lassen sich die Schlitze nach Tiefe und Abstand so anordnen, daß gegenüber dem Volumen der beim Streckenvortrieb oder Tunnelvortrieb hereingewonnenen Blöcke die Zerspanungsarbeit praktisch verschwindend klein wird. Der Abstand der Schlitze und damit auch das Maß des Hinterschneidens richtet sich nach dem Gestein, in dem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Strecke oder ein Tunnel vorgetrieben wird. Entsprechend sind die Werkzeuge einzurichten. - Von besonderem Vorteil ist, daß das erfindungsgemäße Verfahren mit einer sehr einfachen Vorrichtung verwirklicht werden kann, die sich in ihrem grundsätzlichen Aufbau in der Praxis bereits bewährt hat. Eine solche Vorrichtung besteht zunächst aus fahrbarem Maschinengestellt, daran vertikal und horizontal schwenkbarem Ausleger, zumindest einem
• weise die vertikale Schar der Schlitze 2, auch bereits im Zuge des Hinterschneidens des zwischen der ersten Schar der Schlitze 2 stehenden Gesteins erzeugen. Ob man in der einen oder in der anderen Weise arbeitet, hängt von der Härte und der Festigkeit des Gesteins ab, in welches die Strecke oder der Tunnel vorzutreiben ist. Das gilt auch für den Abstand der Schlitze 2, wobei im Bedarfsfall nach ein Umfangschlitz 4 in besonderer Weise eingebracht werden kann.
• von dem Ausleger getragenen, um seine Achse rotierend angetriebenen Fräskopf, der gegebenenfalls mit einem zwischengeschalteten Werkzeugträger nochmals vertikal und horizontal schwenkbar angeordnet ist. Zum Einsatz im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine solche Vorrichtung gekennzeichnet durch einen Fräskopf aus Frässchaft mit auf den Frässchaft aufgesetzter Frässcheibe und über die Frässcheibe nach vorn koaxial fortgeführtem Schlitzfräser, wobei die Frässcheibe umfangseitig mit Hinterschneidmeißeln und Freischneidmeißeln der Frässchaft und der Schlitzfräser auf ihrem Mantel mit Fräsmeißeln versehen sind. Die Arbeiten beim Führen der Frässcheibe werden, wie noch gezeigt wird, erleichtet, wenn der wellenförmige Frässchaft einen Durchmesser aufweist, der zweifach oder mehrfach größer ist als der des ebenfalls als Welle ausgeführten Schlitzfräsers. Der Schlitzfräser kann auch stirnseitig mit Fräsmeißeln versehen sein. Ohne weiteres besteht die Möglichkeit, die Frässcheiben nicht nur zum Hinterschneiden des zwischen den Schlitzen stehenden Gesteins einzusetzen, sondern sie gleichzeitig als Werkzeug weiter auszubilden, mit dem die Stollen erzeugt werden, in der die Frässcheiben eingesenkt werden müssen, damit das Hinterschneiden durchgeführt wird. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Frässcheiben auch auf ihrer Stirnseite mit Fräsmeißeln und zwischen diesen mit Durchtrittsöffnungen für das hereingeschnittene Gestein versehen sind.
• Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt F i g. 1 die Ansicht einer Ortsbrust auf einem Streckenvortrieb, die für das erfindungsgemäße Verfahren eingerichtet ist, Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach F i g. 1, F i g. 3 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Seitenansicht und bei der Arbeit, Fig. 4 den vergrößerten Ausschnitt aus den Seiten B aus dem Gegenstand nach F i g. 3, F i g. 5 eine Ansicht des Gegenstandes der F i g. 4 aus Richtung C.
• Die Fig. 1 und 2 erläutern schematisch das erfindungsgemäße Verfahren zum Vortrieb einer Strecke oder eines Tunnels, wobei in die Ortsbrust 1 Schlitze 2 eingefräst und danach zwischen den Schlitzen 2 stehendes Gestein hereingewonnen wird. Man entnimmt aus der Fig. 1, daß zwei sich kreuzende Scharen von im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung im wesentlichen parallelen Schlitzen 2 in die Ortsbrust 1 eingefräst sind, so daß gleichsam Blöcke 3 vorkragen (vgl.
• insbesondere F i g. 2). Zusätzlich ist ein Umfangschlitz 4 vorgesehen. Diese im Ausführungsbeispiel quadratischen Blöcke 3 werden nunmehr mittels Frässcheiben hinterschnitten, und zwar mit Hinterschneidschlitzen, die in F i g. 2 strichpunktiert mit 5 angedeutet sind. So werden die Blöcke3 auch als Blöcke hereingewonnen. Dazu müssen in die Ortsbrust 1 in Richtung der Schlitze 2 zunächst Stollen 6 eingebracht werden, in die die Frässcheiben zum Hinterschneiden eingeführt werden können. Die Schlitze 2 sowie die Achsen dieser Stollen 6 verlaufen im Rahmen der Erfindung vorzugsweise orthogonal zur Ortsbrust 1 und damit in Vortriebsrichtung. Man entnimmt aus einer vergleichenden Betrachtung der F i g. 1 und 2 mit den darin eingezeichneten Durchmessern der Frässcheiben, daß deren Durchmesser ein wenig größer ist als der Abstand der Schlitze 2.
• So wird ohne Schwierigkeiten das zwischen den Schlitzen 2 stehende Gestein in Form von Blöcken 3 hereingewonnen und folglich die Zerspanungsarbeit auf die Erzeugung der Schlitzstrukturen 2, 5 beschränkt. Dabei lassen sich spezielle Arbeitsrhythmen verwirklichen, die besonders vorteilhaft sind und weiter unten noch erläutert werden. Die F i g. 3 bis 5 zeigen eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gemäß F i g. 3 arbeitet die Vorrichtung in einer Strecke mit Ausbau7 und Fördermitteln 8, 9 zum Ausfahren des hereingewonnenen Gesteins. Diese Vorrichtung besteht aus einem fahrbaren, Maschinengestell 10, daran vertikal und horizontal schwenkbaren, Ausleger 11 sowie im Ausführungsbeispiel einem vom Ausleger 11 vorgetragenen, um seine Achse rotierenden Fräskopf 12, der mit Hilfe eines zwischengeschalteten Werkzeugträgers 13 nochmals vertikal und horizontal schwenkbar angeordnet ist. Die Schwenkbewegungen sind durch Pfeile angedeutet. Es kann sich bei dem Maschinengestell 10 mit Ausleger 11 um Aggregate handeln, wie sie bei Baggern im Baugewerbe üblich sind.
• Werkzeugträger 13 und Fräskopf 12 sind zusätzlich angeschlossen. Insbesondere aus den Fig.4 und 5 entnimmt man, daß der Fräskopf 12 aus Frässchaft 14 mit auf den Frässchaft 14 aufgesetzter Frässcheibe 15 und über die Frässcheibe 15 koaxial fortgeführtem Schlitzfräser 16 besteht, wobei die Frässcheibe 15 umfangseitig mit Hinterschneidmeißeln, mit Freischneidmeißeln 17 der Frässchaft 14 und der Schlitzfräser 16 auf ihrem Mantel mit Fräsmeißeln 18 versehen sind. Die Hinterschneidmeißel bzw. Freischneidmeißel 17 können ihrerseits Fräsmeißel oder auch Rollmeißel sein. Arbeitet man mit Fräsmeißeln, so wird man im allgemeinen diese Meißel 17 so anordnen, wie es in den F i g. 4 und 5 durch teilweises Aufbrechen angedeutet ist. Die Hinterschneidmeißel und Freischneidmeißel 17 sind einerseits in der Frässcheibenebene und andererseits schräg dazu angeordnet und in entsprechende Aufnahmen 19 lediglich eingesteckt. Tatsächlich erfahren sie im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens Beanspruchungen, die diese Befestigung ohne weiteres zulassen, während andererseits auf sehr einfache Weise ein Auswechseln dieser Meißel 17 möglich ist. Ähnlich sind die Fräsmeißel 18 auf dem Frässchaft 14 und auf dem Schlitzfräser 16 angeordnet. Der wellenförmige Frässchaft 14 besitzt einen Durchmesser, der zweifach oder mehrfach größer ist als der des ebenfalls als Welle ausgeführten Schlitzfräsers 16. Im Ausführungsbeispiel besitzt der Schlitzfräser 16 auch stirnseitig Fräsmeißel 20. Das gilt auch für die Frässcheibe 15, die damit gleichzeitig als Werkzeug zum Einbringen der schon beschriebenen Stollen 6 ausgebildet ist und dazu auch Durchtrittsöffnungen 21 für das hereingeschnittene Gestein aufweist. Die dargestellte Maschine hat nur einen Fräskopf 12. Man kann auch deren zwei vorsehen, die zweckmäßig unabhängig voneinander zu betätigen sind. Arbeitet man mit der beschriebenen Vorrichtung, so besteht im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Möglichkeit, zunächst die beiden sich kreuzenden Scharen von im wesentlichen parallelen Schlitzen 2 in die Ortsbrust 1 einzubringen, die in Fig. 1 angedeutet sind. Man kann jedoch die zweite Schar der Schlitze 2, beispiels-

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Vortrieb von Strecken und Tunneln, wobei in die Ortsbrust Schlitze eingefräst und danach zwischen den Schlitzen stehendes Gestein hereingewonnen wird, d a du r c h gekennzeichnet, daß in die Ortsbrust (1) zumindest eine Schar von im wesentlichen parallelen Schlitzen (2) eingefräst und das zwischen den Schlitzen (2) stehende Gestein mittels Frässcheiben hinterschnitten sowie dadurch in Form von Blöcken (3) hereingewonnen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwei sich kreuzende Scharen von im wesentlichen parallelen Schlitzen (2) in die Ortsbrust (1) eingefräst und die zwischen den Schlitzen (2) stehenden, insoweit rechteckigen, vorzugsweise quadratischen oder räumlichen Blöcke (3) hinterschnitten und dadurch hereingewonnen werden.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (2) der Scharen in gleichem Abstand eingebracht werden und das zwischen den Schlitzen (2) stehende Material mit Frässcheiben hinterschnitten wird, deren Durchmesser zumindest gleich oder größer als der Abstand der Schlitze (2) ist.
4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, bestehend aus fahrbarem Maschinengestell, darauf vertikal und horizontal schwenkbarem Ausleger sowie zumindest einem von dem Ausleger getragenen, um seine Achse rotierend angetriebenen Fräskopf, der gegebenenfalls mit einem zwischengeschalteten Werkzeugträger nochmals vertikal und horizontal schwenkbar angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen Fräskopf (12) aus Frässchaft (14) mit auf den Frässchaft (14) aufgesetzter Frässcheibe (15) und über die Frässcheibe (15) koaxial fortgeführtem Schlitzfräser (16), wobei die Frässcheibe (15) umfangseitig mit Hinterschneidmeißeln und Freischneidmeißeln (17), der Frässchaft (14) und der Schlitzfräser (16) auf ihrem Mantel mit Fräsmeißeln (18) versehen sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der wellenförmige Frässchaft (14) einen Durchmesser aufweist, der zweifach oder mehrfach größer ist als der des ebenfalls als Welle ausgeführten Schlitzfräsers (16).
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitzfräser (16) auf seiner Stirnseite und/oder auf seiner Rückseite mit Fräsmeißeln (20) versehen ist.
7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Frässcheibe (15) auch auf ihrer Stirnseite mit Fräsmeißeln (20) und zwischen diesen mit Durchtrittsöffnungen (21) für das hereingeschnittene Gestein versehen ist.

   Die Erfindung bezieht sich auf Maßnahmen zum Vortrieb von Strecken und Tunneln, wobei in die Ortsbrust Schlitze eingefräst und danach zwischen den Schlitzen stehendes Gestein hereingewonnen wird. Bei den bekannten Maßnahmen dieser Art (vgl.

   deutsche Auslegeschrift 1 903 911) ist die Arbeit, die zum Hereingewinnen des Gesteins geleistet werden muß, hauptsächlich Zerspanungsarbeit am Gestein, und zwar auch für das Hereingewinnen des zwischen den Schlitzen stehenden Gesteins. Erheblicher Verschleiß der entsprechenden Fräswerkzeuge ist die Folge. Im harten Gestein machen hohe Werkzeugkosten die bekannten Maßnahmen oft unrentabel, so daß auf andere, in arbeitstechnischer Hinsicht wesentlich aufwendigere Vortriebsverfahren (z. B. Bohren und Schießen) zurückgegriffen werden muß. -Ähnliche Nachteile gelten auch dort, wo der gesamte Querschnitt ortsfest in einem Arbeitsgang durch Fräsen aufgefahren wird.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Vortrieb von Strecken und Tunneln anzugeben, bei dem die Zerspanungsarbeit auf ein Minimum reduzierbar ist. Gleichzeitig ist Aufgabe der Erfindung, eine Maschine anzugeben, die für das neue Verfahren besonders geeignet ist.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vortrieb von Strecken und Tunneln, wobei in die Ortsbrust Schlitze eingefräst und danach zwischen den Schlitzen stehendes Gestein hereingewonnen wird. Die Erfindung besteht darin, daß in die Ortsbrust zumindest eine Schar von im wesentlichen parallelen Schlitzen eingefräst und das zwischen den Schlitzen stehende Gestein mittels Frässcheiben hinterschnitten sowie dadurch gleichsam in Form von Blöcken hereingewonnen wird. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung werden zwei sich kreuzende Scharen von im wesentlichen parallelen Schlitzen in die Ortsbrust eingefräst und werden die zwischen den Schlitzen stehenden, insoweit rechteckigen, vorzugsweise quadratischen, oder auch rhombischen Blöcke hinterschnitten und dadurch hereingewonnen. Eine besonders rationelle und vom Arbeitsrhythmus her interessante Arbeitsweise ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze der Scharen in gleichem Abstand eingebracht werden und das zwischen den Schlitzen stehende Material mit Frässcheiben hinterschnitten wird, deren Durchmesser zumindest gleich oder größer als der Abstand der Schlitze ist. Die Frässcheiben sind so eingerichtet, daß sie sich freischneiden.