DE2319980A1

DE2319980A1 - Combined type formation tunnelling machine - has bit made up of grinding head, chisel bit and knife for differing hardnesses

Info

Publication number: DE2319980A1
Application number: DE19732319980
Authority: DE
Inventors: Ewgenij M Bolotin; Leonid K Chajdurow; Wladimir A Chodosch; Iosif D Fischman; Alexandr I Leonow; Igor S Ostrowskij; Sergej F Salow; Leonid I Sawelew; Konstantin M Senin; Ewstafij A Wasilenko
Original assignee: MO MECHANITSCHESKIJ SAWOD
Current assignee: MO MECHANITSCHESKIJ SAWOD
Priority date: 1973-04-19
Filing date: 1973-04-19
Publication date: 1975-01-16

Abstract

A grinding head, a chisel bit and a knife make up the cutting element, and are set so their cutting planes approach the formation in that order. These elements are set on the head of the tunnelling machine with all grinding heads coplanar, and all chisel heads co-planar. The arrangement of bits on the head protects the soft formation tools from damage by excessive work on hard formations. When the formation is soft enough to allow the grinder to sink in without cutting, then the chisel bit attacks the formation and if this sinks in then the soft formation is easily cut by the knife.

Description

PetentanwäUc
^^ir!M π. LUYKENPetitioner's Office c
^ ^ir ! M π. LUYKEN

MoskovskiQ mechaniSeski^ zavod P 46 564/2MoskovskiQ mechaniSeski ^ zavod P 46 564/2

Moskau/UdSSR . 19. April 1973Moscow / USSR. April 19, 1973

BK/BrBK / Br

VÖRTEEEBSMASCHUsTBVÖRTEEEBSMASCHUsTB

Die Erfindung betrifft Vortriebsmaschinen, insbesondere Ζ..ΊΖΙ mit einem. Gesteinszerstörungsorgan.The invention relates to tunneling machines, in particular Ζ..ΊΖΙ with a. Rock destruction organ.

Zur Zeit werden' Tortriebsmascninen verwendet, deren Gewinnungsorgan einen mit Gesteinszerstö—At the moment 'gate drive machines used, the extraction organ of which is a rock destructor

rungswerkzeugen in iorm von Fräsern versehenen Läufer dar-tools in the form of runners provided with milling cutters.

masc^inen^
stellt (z.B. Vortriebs-:_... ^der Hrmen "Demag AG." BRD, "James S.Robbins and Associates" USA).masc ^ inen ^
provides (e.g. jacking -: _... ^ of the Hrmen "Demag AG." BRD, "James S. Robbins and Associates" USA).

~ . ' jnaschinen-/~. 'jnaschi nen - /

Diese Vortriebs--- ....... <T*^exgnen Hieb, zum Auffahren vonThis propulsion --- ....... <T * ^ exgnen cut, for driving up

Untertagestrecken in festen Gesteinen, z.B. in festen Kalk-, Sandsteinen usw. Weniger erfolgreich können sie in mittelfesten Gesteinen, z.B. in weichen Schiefern und schwachen Kalksteinen eingesetzt, werden und ungeeignet sind sie für Tunnelbau in milden, plastischen Gesteinen wie Ion.Underground routes in solid rock, e.g. in solid limestone, sandstone, etc. They are less successful in medium-strength Rocks, e.g. in soft slates and weak limestones, are used and are unsuitable for Tunnel construction in mild, plastic rocks such as Ion.

409883/0005409883/0005

In weichen und mittelharten Gesteinen kommen Vortriebsschilde zur Verwendung, deren Gewinnungsorgan mit Meißeln bzw. Messern versehen ist (z.B. Vortriebsschilde der Firma "Calweld Division of Smith Industries International Inc.)·Propulsion shields are used in soft and medium-hard rocks for use, the extraction device of which is provided with chisels or knives (e.g. jacking shields from the company "Calweld Division of Smith Industries International Inc.)

Ferner sind Vortriebsschilde mit als Planscheibe ausgebildetem Gewinnungsorgan bekannt, bei denen die Planscheibe durch strahlenförmige Radialträger ausgestaltet und der Raum zwischen diesen strahlenförmigen Radialträgern mit sektoralen Platten gedeckt ist. An den strahlenförmigen Trägern ist ein Gesteinszerstörungswerkzeug in Form von radial angeordneten Plattenmessern angebracht (z.B. ein Vortriebsschild der Firma "Bade 85 Co. GmBH", ./das bei der Errichtung der U-Bahn in Hamburg eingesetzt wurde). Diese Vortriebs-Furthermore, jacking shields are known with an extraction organ designed as a faceplate, in which the faceplate designed by radial beams and the Space between these radial radial beams with sectoral ones Plates is covered. On the radial beams is a rock destruction tool in the form of radial arranged plate knives attached (e.g. a jacking shield from the company "Bade 85 Co. GmBH", ./das during construction the subway in Hamburg was used). This jacking

&ie/ . .& ie /. .

schilde sind für Durchführung der Vortriebsarbeiten in schwachen und nicht standfesten Gesteinen vorgesehen.Shields are for carrying out the tunneling work in weak and unstable rocks are provided.

Es sind auch Vortriebsschilde bekannt, deren Läufer durch schraubenförmige Segmente gebildet sind, hierbei ragt eine der radialen Kalben jedes Segmentes in Bewegungsrichtung des Vortriebsschildes vor und ist mit einem längs der gesamten Kantenlänge angeordneten Plattenmesser versehen.There are also known propulsion shields, the runners of which are formed by helical segments, one of the radial calves of each segment protrudes in the direction of movement of the jacking shield and is equipped with a plate knife arranged along the entire length of the edge Mistake.

Die bekannten Vortriebsschilde sind ebenfalls für denThe well-known propulsion shields are also for the

Einsatz in milden Gesteinen bestimmt.Use in mild rocks intended.

einem/ Ferner sind Vortriebsschilde mit Fräsergewinnungsorgana / Furthermore there are jacking shields with cutter extraction organ

bekannt, das als eine um ein sphärisches Gelenk drehbare Stange ausgebildet ist, die an ihrem freien Ende ein Ge-known as one rotatable about a spherical joint Rod is formed, which at its free end a Ge

409883/000 5409883/000 5

Steinszerstörungswerkzeug in Form eines mit Meißeln bestückten Bohrkopfes trägt (z.B. Vortriebsschilde der Firma "Demag AG").Stone destruction tool in the form of a drill head equipped with chisels carries (e.g. jacking shields from the company "Demag AG").

Diese Vortriebsschilde sind-für den Vortrieb in standfesten Gesteinen mittlerer Festigkeit vorgesehen.These jacking shields are for jacking intended in stable rocks of medium strength.

"■_" Beim Abbau _ _ _'" "■mittelfesten Gebirges gelan-"■ _" During the dismantling _ _ _ '"" ■ medium-strength mountain

~ maschinen/
gen ebenfalls Vortriebs- mit rotierendem Planetengewinnungsorgan zur Anwendung, dessen als gesteinszerstörendes Werkzeug auftretende Schneidscheiben gleichzeitig um ihre eigenen Achsen und um die gemeinsame Achse rotieren~ machines /
They are also used for propulsion with a rotating planetary extraction device, whose cutting disks, which act as stone-destroying tools, rotate simultaneously around their own axes and around the common axis

maschinen/
(z.B. Vortriebs- der Firma "Fried. Krupp Maschinen- und Stahlbau", Eheinhausen, BRD). Diesen Vortriebsmaschinen liegt die Konstruktion des Ingenieurs I. Wohlmeyer aus Österreich zugrunde.machinery/
(e.g. tunneling of the company "Fried. Krupp Maschinen- und Stahlbau", Eheinhausen, FRG). These tunneling machines are based on the design of the engineer I. Wohlmeyer from Austria.

Ähnliche Vortriebsmaschinen werden "auch durchSimilar tunneling machines are "also by."

den/ die Firma "Habegger AG.", in der Schweiz für Abbau in festenthe company "Habegger AG.", in Switzerland for dismantling in fixed

Gesteinen hergestellt, .Rocks made,.

Die Erfindung bezweckt die Entwicklung einer Universalden/ y^eeignet ist J Vortriebsmaschine, die für Tunnelbau in Gesteinen^die entweder Zwischenlagen verschiedener Festigkeit aufweisen, oder sich aus stark abwechselnden der Tunneltraße entlang anstehenden Gesteinen verschiedener Festigkeit zusammensetzen.The invention aims at developing a Universalden / y ^ t is eeigne J tunneling machine having for tunneling into rock ^ either intermediate layers of different strength, or alternating from the strong Tunneltraße along pending rocks of different strength assemble.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Läufergewinnungsorgan einer Vortriebsmaschine zu verbessern.The invention is based on the object of the rotor recovery member to improve a tunneling machine.

Diese Aufgabe wird bei einer _ΙΙΖ11_^Ζ_ Vortriebs-409883/0005 This task is carried out with a _ΙΙΖ11_ ^ Ζ_ Jacking 409883/0005

einem/ ■ ■a / ■ ■

maschine mit Gewinnungsorgan in Form eines Läufers mitmachine with extraction organ in the form of a rotor

\dadurch gelöst,daß^A\ solved by ^ A

darein angebrachten Fräsern erfindungsgemäßYam Läufer nebst den Fräsern Meißel angebracht sind,wobei die Mei'ßel zwischen den Schneidelinien der Fräser so angeordnet sind, daß die Heißelschneiden in Eichtung der Verlagerung der Vortriebsmaschine bei deren Betrieb den iräserschneiden etwas nachstehen. Milling cutters attached therein according to the invention, along with Yam Läufer Chisels are attached to the milling cutters, with the chisels between the cutting lines of the milling cutter are arranged in such a way that the hot-melt cutting edges are aligned with the displacement of the tunneling machine in the operation of which are somewhat inferior to the milling cutter.

Durch diese Ausführung des Arbeitsorgans bietet sich die Möglichkeit, die sich zwischen den Schneidelinien der Fräser an der Ortsbrust bildenden Gesteinskämme wegzuschneiden. This execution of the working organ offers itself the possibility of cutting away the rock ridges that form between the cutting lines of the milling cutters on the face.

Falls das gestein vor Ort mildere Zwischenlagen besitzt, in welche die Fräser lediglich hineingedrückt werden, ohne sie zu zerstören, werden diese Zwisehenlagen von den _. Meißeln, zerschnitten.If the rock on site has milder intermediate layers into which the milling cutters are simply pressed, without Destroying them will make these dilemmas of the _. Chisel, cut up.

Um eventuelle Zwisehenlagen, wie milder Ton, der festeren Gesteine vor Ort schneiden zu können und den Fräserkörper vor Verschleiß zu schützen, ist an jedem den Fräser tragenden Körper längs seiner gesamten Länge . ein radiales Messer vorgesehen, dessen Schneide in Richtung der Verlagerung der Vortriebsmaschine bei deren Betrieb der Meißelschneide etwas nachsteht α.About possible difficulties, such as a mild tone, the firmer one To be able to cut rocks on site and to protect the cutter body from wear is every cutter supporting body along its entire length. a radial knife is provided, its cutting edge in the direction of displacement the tunneling machine in whose operation the chisel edge is a little behind α.

Nachstehend wird ein . Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezugnahme auf die " Zeichnung eingehend beschrieben', wobeiBelow is a. Embodiment of the invention with reference to the 'drawing described in detail', wherein

,.Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung, .Special features and advantages of the invention

. ■- - ι. ■ - - ι

4 0 9 8 8 3/00054 0 9 8 8 3/0005

erkennbar werden.Es zeigenbecome recognizable. Show it

die/-Iig.1 Seitenansicht einer Vortriebsmaschine, hier:die / -Iig.1 side view of a tunneling machine, here:

eines Vortriebsschildes mit dem erfindungsgemäßen Laufergewinnungsorgan (die gesteinszerstörenden Werkzeuge sind in einer gemeinsamen Ebene gezeigt);a propulsion shield with the barrel recovery organ according to the invention (the rock-destroying tools are shown in a common plane);

ELg.2- die " Ansicht nach dem Keil A der 3?ig.1;ELg.2- the "view after the wedge A of the 3? Ig.1;

Fig.3 die Baugruppe B der ilg.1, d.h. den eigentlichen Fräser, an dessen-Körper ein Meißel und ein Messer gemäßFig. 3 the assembly B of ilg. 1, i.e. the actual Milling cutter, on the body of which a chisel and a knife according to

der Erfindung befestigt sind;
die/of the invention are attached;
the/

EIg .4 Art der Einwirkung der gesteinszerstörenden Werkzeuge auf die Ortsbrust beim Einsatz in festen Gesteinen mit milden Zwischenlagen (die gesteinszerstörenden Werkzeuge sind in einer gemeinsamen Ebene gezeigt).EIg .4 Type of action of the rock-destroying tools on the face when working in solid rock mild intermediate layers (the rock-destroying tools are shown in a common plane).

Hier wird als ... 'Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vortriebsmaschine ein Vortriebsschild beschrieben.Here, a propulsion shield is used as ... 'embodiment of the propulsion machine according to the invention described.

Der Vortriebsschild besitzt ein Gewinnungsorgan, das sich in einem Gehäuse 1 CE¹Ig.1) befindet. Dieses Gewinnungsorgan stellt einen Läufer 2 (S'ig.1, 2) mit daran angebrachten gesteinszerstörenden Werkzeugen, nämlich mit Eräsern 3 G@ig«1» 2, 3 und, 4), Meißeln 4 und Messern 5 dar.The propulsion shield has an extraction device which is located in a housing 1 CE ¹ Ig.1). This extraction organ represents a runner 2 (S'ig.1, 2) with stone-destroying tools attached to it, namely with cutters 3 G @ ig «1» 2, 3 and 4), chisels 4 and knives 5.

Zur Erleichterung der Fertigung, der Montage und des Betriebes werden alle drei Typen der gesteinszerstörenden Werkzeuge an einem gemeinsamen Körper 6 (SIg. 1,* 2 und 3)To facilitate manufacturing, assembly and the In operation, all three types of stone-destroying tools are attached to a common body 6 (SIg. 1, * 2 and 3)

409883/0005409883/0005

montiertj in welchem eine Lager einheit des Erasers 3 (in diesem Falle einer Frässcheibe) sowie Aufnahmen für den Meißel 4 und das Messer 5 angeordnet sind.mounted in which a storage unit of the eraser 3 (in this case a milling disc) and receptacles for the chisel 4 and the knife 5 are arranged.

Die Körper 6, die die Gesteinszerstörungswerkzeuge tragen, sind an den strahlenförmigen Trägern 7 (Fig.2) des
Läufers 2 dergestalt angeordnet, daß zwischen den Schneidelinien 8 (Fig,4) der Fräser 3 an der Ortsbrust ein bestimmter gleicher Abstand übrigbleibt. Die Bohrung in der Mitte der Ortsbrust erfolgt durch einen Vorbohrer 9 i^±s-^ > 2);
begrenzt wird die Auffahrung mittels Spezialfräser 10
CFig.2).The body 6, which carry the rock destruction tools, are on the radial beams 7 (Fig.2) of the
Runner 2 arranged in such a way that between the cutting lines 8 (Fig, 4) of the cutter 3 on the face remains a certain equal distance. The drilling in the middle of the face is carried out with a pilot drill 9 i ^ ± s- ^ >2);
The drive-up is limited by means of a special milling cutter 10
CFig. 2).

Der Abstand zwischen den Achsen 11 und 12 (Fig.3) der Fräser 3 und der Meißel 4 an jedem Körper 6 ist gleich und wird so bemessen,' daß die Meißel 4 in den Haum zwischen zwei benachDarten Schneidelinien 8 der Fräser an der Ortsbrust hineinpassen. Ferner _~ ": sind die Meißel an dem
Körper 6 so angebracht, daß ihre Schneiden 13 (Fig.3, 4) in Richtung der Verlagerung des Vortriebsschildes bei dessen Betrieb (in Fig.3 mit Pfeil B gezeigt) den in der Arbeitslage befindlichen Schneiden 14 (Fig.3, 4) der Fräser 3 etwas nachstehen.The distance between the axes 11 and 12 (Fig. 3) of the milling cutters 3 and the chisels 4 on each body 6 is the same and is dimensioned so that the chisels 4 fit into the haum between two neighboring cutting lines 8 of the milling cutters on the face . Furthermore _ ~ ": are the chisels on that
Body 6 attached so that its cutting 13 (Fig.3, 4) in the direction of displacement of the propulsion shield during its operation (shown in Fig.3 with arrow B) the cutting 14 (Fig.3, 4) in the working position Milling cutter 3 is a little behind.

Die Messer 5 sind an jedem Körper 6 angebracht und
springen etwas über den Körper in Richtung der Verlagerung des Vortriebsschildes bei dessen Betrieb vor, indem sie
trotzdem den Schneiden I3 der Meißel nachstehen.The knives 5 are attached to each body 6 and
jump slightly over the body in the direction of the displacement of the propulsion shield during its operation by
Nevertheless, the cutting edges I3 of the chisel are inferior.

Die Anbringung der Meißel 4 und der Fräser 3 an demThe attachment of the chisel 4 and the milling cutter 3 on the

409883/0005409883/0005

terfarderlieh/ gemeinsamen Körper 6 ist nicht unbedingtVund kann getrennt.Terfa rderlieh / common body 6 is not necessarilyV and can be separated.

Vg ät zliche Aufbau^ ausgeführt werden.Der grurid- "^^fist dagegen einzuhalten.V g ät zli che structure ^ are carried out. The grurid- "^^ f, however, must be adhered to.

Die Anbringung der Messer am Körper 6 ist nicht verbindlich, aber erwünscht, weil sie die Körper 6 der Eraser 3 vor Verschleiß schützen. Die Frässcheiben können "durch Zahnbzw. Stift - fräser ersetzt werden.The attachment of the knife to the body 6 is not mandatory, but desirable because it is the body 6 of the eraser 3 in front Protect wear and tear. The milling disks can "by Zahnbzw. Pen-milling cutter must be replaced.

Hierbei ist es empfehlenswert, einen Vortriebsschild mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Arbeitsorgan für &^en Abbau * von nach Festigkeit gemischten Gesteinen einzusetzen, deren verschiedenartige Einschlüsse sowohl der Tunneltrasse entlang als auch über die Ortsbrust gestreut liegen.In this case it is recommended * to use a shield tunneling machine with the inventive design work for organ & ^s degradation of mixed on the strength rocks of various inclusions of the tunnel route are both along and also scattered across the working face.

Die gesteinszerstörenden werkzeuge des Vortriebsschildes mit dem rotierenden Arbeitsorgan bei dessen Betrieb vor Ort arbeiten wie folgt.The rock-destroying tools of the propulsion shield work with the rotating working body during its operation on site as follows.

Beim Abbau_ _ .eines festen Einschlusses (Fig.4) erfolgt die Gesteinszerstörung unter der Einwirkung der Fräser 5»'wobei die Oberfläche der Ortsbrust wellig wird. Durch die Meißel 4, welche den Schneiden der Fräser etwas nachstehen, werden die Kämme 16 des festen Einschlusses 15 weggeschnitten, dessen Festigkeit bereits durch die iräser geschwächt ist und keinen vorzeitigen Verschleiß des Meißels verursacht. Das gewonnene Gestein sammelt sich im unteren Teil des Raumes zwischen dem Läufer »nfl der Ortsbrust an und bei Bewegung der Körper 6 in diesem Raum werden die Körper 6 vor einem vorzeitigenWhen a solid inclusion is excavated (Fig. 4), the rock is destroyed under the action of the milling cutters 5 '', with the surface of the face becoming wavy. By means of the chisels 4, which are somewhat inferior to the cutting edges of the milling cutters, the ridges 16 of the fixed inclusion 15 are cut away, the strength of which has already been weakened by the milling cutters and does not cause premature wear of the chisel. The extracted rock collects in the lower part of the space between the runner of the face and when the bodies 6 move in this space, the bodies 6 are premature

40 9 8 83/000540 9 8 83/0005

'*■'* ■

Verschleiß durch die Messer.-5 geschützt, die den Schneiden der Meißel 4- und der Fräser 3 etwas nachstehen und deswegen an der Ge st eins zerstörung nicht teilnehmen.Wear protected by the Messer.-5 that rival the cutting edges of the bit 4 and the router 3, and therefore something of a n Ge st one-destructively not participate.

Wenn das Gestein vor Ort mittelfeste Einschlüsse 17 hat, in welche die Präser lediglich eingedrückt werden, ohne sie zu zerstören, wird das Gestein im Raum zwischen den Präsern J nach der Linie 18 zerschnitten.If the rock on site has medium-strength inclusions 17 has into which the preseers are simply pressed without destroying them, the rock in the space between cut the praes J along line 18.

Wenn nu$ nas Gestein vor Ort milde, plastische Einschlüsse 19, z.B. Ton aufweist, die weder durch die !fräser, noch durch die Meißel angebaut werden können, weil diese Einschlüsse ein ununterbrochenes Schneiden benötigen und zum Ankleben neigen, werden sie mittels der Messer 5 abgebaut. In diesem ITaIIe wird der Einschluß I9 nach der Linie 20, die mit der Schneide des Messers 5 zusaminenfält, weggeschnitten.If there is no rock on site, mild, plastic inclusions 19, e.g. has clay that is not caused by the! can still be grown through the chisel because These inclusions require continuous cutting and tend to stick, they are made by means of the knife 5 dismantled. In this ITaIIe, inclusion I9 after the line 20, which folds together with the cutting edge of the knife 5, cut away.

Somit stellt . "sich heraus, daß durch das erfindungsgemäße Gewinnungsorgan, das in sich drei Arten der Gesteinszerstörungswerkzeu^e, nämlich Fräser, Meißel und Messer vereint, ein Vortrieb mit der gleichen Vortriebsmaschine in nach der Festigkeit gemischten Gesteinen möglich ist.Thus represents. "It turns out that the extraction organ according to the invention, which in itself contains three types of rock destruction tools, namely milling cutter, chisel and knife combined, one tunneling with the same tunneling machine in rocks mixed according to strength is possible.

Obwohl hier das gemäß der Erfindung ausgebildete Arbeitsorgan in Anlehnung auf einen Vortriebsschild erläutert wurde, kann damit "auch "_w.... jede andere Vortriebsmaschine" ~ _"_'_7 ' ausgerüstet werden.Although the working element designed according to the invention was explained here based on a propulsion _{shield, it can "also" w} .... any other propulsion machine "~ _"_'_ 7 'be equipped.

409883/0005409883/0005

Claims

r; _L f- ·, ' ■:.: .5>Y'<ElM P 46 564/2

"■ '■■'.-..'..-_ i PAiDEIiKOAIiSPRIJGHE ¹ ^ - April 1973

1 J tunneling machine with an extraction device that Runner with aaracnucn jj'äsern thereon, characterized in that on the runner (2) in addition to the milling cutters (3) chisels (4) are attached, xyobei the chisels (4) between the cutting lines (8) of the Cutters (3) are arranged so that the cutting edges (13) of the chisel (4) in the direction of the displacement of the tunneling machine when they are in operation, the cutting edges (14) of the milling cutters (3) are somewhat behind.

2 "tunneling machine according to claim 1, characterized in that at is feathers the cutter (3) carrying body (6) along its entire length a radial blade (5) mounted gekennzei chnet _$ whose Saaneide (20) in the direction of displacement of the tunneling machine in which Operation of the cutting edge (13) of the chisel (4) is somewhat inferior.

JoYo

Blank page