DE2720380A1 - Vortriebsmaschine - Google Patents

Vortriebsmaschine

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DE2720380A1 DE19772720380 DE2720380A DE2720380A1 DE 2720380 A1 DE2720380 A1 DE 2720380A1 DE 19772720380 DE19772720380 DE 19772720380 DE 2720380 A DE2720380 A DE 2720380A DE 2720380 A1 DE2720380 A1 DE 2720380A1
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    • E21D9/12Devices for removing or hauling away excavated material or spoil; Working or loading platforms
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    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1006Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools
    • E21D9/1013Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools on a tool-carrier supported by a movable boom
    • E21D9/102Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools on a tool-carrier supported by a movable boom by a longitudinally extending boom being pivotable about a vertical and a transverse axis
    • E21D9/1026Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools on a tool-carrier supported by a movable boom by a longitudinally extending boom being pivotable about a vertical and a transverse axis the tool-carrier being rotated about a transverse axis

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Description

DlPL-ING. BUSCHHOFF DIPL-ING. HENNICKE .
DlPL-ING. VOLLBACH T
5 KOLN/RH.
KAISER-WILHELM-RING 24
Reg.-Nr.
1 Gv 7721 Ί Köln, den 4.5.1977
Akten*.: bitte angeben Vo/wO
Arm.: Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia 4670 Lünen
Vortriebsmaschine
Zusatz zu Patent ... (Patentanmeldung P 25 19 825.8-24)
Gegenstand des Hauptpatents ist eine Vortriebsmaschine für den Tunnel-, Stollen- oder Streckenvortrieb u.dgl., die am freien Ende eines am fahrbaren Maschinengestell schwenkbar gelagerten Schneidauslegers einen angetriebenen Schneidkopf aufweist und mit einer Ladevorrichtung zur Aufnahme und Abförderung des gelösten Haufwerks versehen ist, die eine unterhalb des Schneidauslegers angeordnete geneigte Ladeschaufel und eine Fördervorrichtung umfaßt, wobei an der Unterseite des Schneidauslegers ein das Haufwerk der Ladeschaufel zuführender Auslegerförderer angeordnet ist.
Bei dieser Ausführung der Vortriebsmaschine wird als Auslegerförderer ein verhältnismäßig kleiner und leichter Förderer, insbesondere ein Kratz- oder Schrapperförderer od.dgl. von einer Länge verwendet, die kleiner ist als die Auslegerlänge. Der an der Unterseite des Schneidauslegers angeordnete Auslegerförderer dient vor
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allem zur Verladung des auf der Sohle liegenden Haufwerks auf die rampenförmige Ladeschurre. Zugleich kann der Auslegerförderer dazu verwendet werden, auf der vom Schneidkopf geschnittenen Sohle eine Haufwerksaufschüttung herzustellen, die eine künstliche Sohle bildet, auf welcher die Vortriebsmaschine, die zweckmäßig mit einem Raupenfahrwerk versehen ist, läuft.
Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung und weitere Ausgestaltung insbesondere der durch das Hauptpatent geschützten Vortriebs- und Abbaumaschine. Dabei soll die Maschine so ausgebildet werden, daß mit ihr selbst bei größeren Vortriebsquerschnitten im Firstbereich ein verhältnismäßig tiefer Einbruch vorgeschnitten werden kann, so daß hier die Firste voreilend gesichert werden kann, was eine Erhöhung der Arbeitssicherheit bedeutet. Außerdem soll die erfindungsgemäße Maschine vorzugsweise so beschaffen sein, daß sie auch im Unterschnitt mit verhältnismäßig großem Unterschnittmaß arbeiten kann.
Erfindungsgemäß sind der Schneidausleger und die Ladeschaufel mit der Fördervorrichtung jeweils unabhängig voneinander gegenüber dem Maschinengestell in Vortriebsrichtung und in Gegenrichtung verschiebbar. Vorzugsweise ist hierbei die Anordnung so getroffen, daß der den schwenkbaren Schneidarm tragende Schneidarmträger nebst dem Drehstuhl auf einem Maschinenschlitten angeordnet ist, der an Schlittenführungen des Maschinengestells verschiebbar geführt ist, die zweckmäßig als Prismenführungen mit gegeneinander geneigten Gleitschienen ausgeführt sind.
Mit dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abbau- und Vortriebsmaschine wird die Möglichkeit geschaffen,
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den Schneidarm zusammen mit dem Schneidarmträger und dem Drehstuhl so weit gegenüber dem Maschinengestell bzv/. dem Fahrwerk der Maschine vorzufahren, daß selbst bei größeren Vortriebsquerschnitten im Firstbereich ein verhältnismäßig tiefer Einbruch geschnitten werden kann, der durch Einbringen von Ausbauelementen, insbesondere Ausbaubögen, die später zu Ausbauringen ergänzt werden, voreilend geschützt werden kann. Zugleich läßt sich hierbei die aus der Ladeschaufel und der Fördervorrichtung bestehende Ladevorrichtung so weit vorschieben, daß das beim Schneiden des Einbruchs anfallende Haufwerk möglichst vollständig maschinell verladen wird. Ebenso ist es möglich, aus dem Maschinenstand heraus mit einem größeren Unterschnitt zu arbeiten und dabei die Ladeschaufel so einzustellen, daß auch in diesem Fall ein einwandfreies Laden des Haufwerks gewährleistet ist. Die gesamte Maschine kann auf einer z.B. als Ortbeton eingebrachten Sohle laufen. Werden in den Einbruch die Firste sichernde Ausbaubögen od.dgl. eingebracht, so können diese später zu einem Ringausbau ergänzt werden, der in bekannter Weise in dem nachfolgend eingebrachten Ortbetonausbau stehenbleiben kann.
Es empfiehlt sich, während der Schneidarbeit den Maschinenschlitten gegenüber dem Maschinengestell bzw. dem Fahrwerk festzulegen, so daß eine gute Verbindung zwischen Schneidausleger und Maschinengestell bzw. Fahrwerk gewährleistet ist und ein Ausschlagen der Maschinenführung durch die im Betrieb unvermeidlichen Schwingungen des Schneidarmes verhindert wird. Zu diesem Zweck wird vorteilhafterweise eine Spannvorrichtung, vorzugsweise eine hydraulische Spannzylindervorrichtung, vorgesehen, mit welcher der Maschinenschlitten festlegbar ist.
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In baulicher Hinsicht empfiehlt es sich, die Ladeschaufel und die Fördervorrichtung an einem Unterschlitten anzuordnen, der iint er halb des den Drehstuhl und den Schneidarm tragenden Maschinenschlittens am Maschinengestell bzw. dem Fahrwerk geführt ist und. zweckmäßig aus mindestens einer Schubstange od.dgl. besteht. Der Unterschlitten wird vorzugsweise allseitig gelenkbeweglich mit der Ladeschaufel verbunden. Jie mit der Ladeschaufel zu einer Baueinheit verbundene Fördervorrichtung besteht vorzugsweise aus zwei zu beiden Seiten der Maschinenachse angeordneten Förderern, .insbesondere Kettenkratzförderern, die, wie an sich bekannt, an der Rückseite der Maschine verschiebbar abgestützt sind.
Im Hinblick auf das Schneiden des Einbruchs und insbesondere auf die Möglichkeit, im Unterschnitt zu arbeiten, empfiehlt es sich, den am hinteren Ende in einem Schwenklager gelagerten Schneidausleger im Bereich zwischen dem Schwenklager und dem Schneidkopf nochmals gelenkig zu unterteilen, wobei diesem Auslegergelenk ebenfalls eine Schwenkvorrichtung zugeordnet ist.
V/eitere wesentliche Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den einzelnen Ansprüchen und der nachfolgenden Erläuterung des in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausfiihrungsbeispiels. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 im Längsschnitt durch einen Tunnelvortrieb od.dgl. eine erfindungsgemäße Vortriebsmaschine in Seitenansicht;
Fig. 2 die Vortriebsmaschine gemäß Fig. 1 in Draufsicht;
Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Schlittenführung des Maschinenschlittens;
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Fig. 4 in einem Teilschnitt die Kopplung zwischen
Unterschlitten und Ladeschaufel; Fig. 5 einen Teil-Querschnitt durch die Unterschlitten-
Führung;
Fig. 6 die Unterschlitten-Führung im Längsschnitt.
Die dargestellte Vortriebsmaschine weist ein Maschinengestell 10 mit einem Raupenfahrwerk 11 auf. Auf dem Maschinengestell 10 ist in Schlittenführungen 12 ein Maschinenschlitten 13 in Vortriebsrichtung V und in Gegenrichtung verschiebbar geführt. Die Verschiebung des Maschinenschlittens 13 erfolgt mittels hydraulischer Vorschubzylinder 14, die sich an einer rückseitig am Maschinengestell 10 angeordneten Stütze 15 abstützen und deren Kolbenstangen an dem Maschinenschlitten 13 angreifen. Wie vor allem Fig. 3 zeigt, ist die Schlittenführung des Maschinengestells 10 als Prismenführung mit spitzwinklig zueinander stehenden Gleitschienen 12' ausgebildet, an denen sich der Maschinenschlitten 13 führt. Letzterer weist die Schlittenführung außenseitig umgreifende Führungskonsolen 13' auf, an denen jeweils drei hydraulische Spannzylinder 35 angeordnet sind, welche mit Gleit- und Klemmbacken 35' versehen sind. Durch Druckbeaufschlagung der Spannzylinder 35 können die Backen 35' gegen die unteren Gleitschienen 121 angedrückt werden, wodurch der gesamte Maschinenschlitten 13 an seiner Schlittenführung duroh Klemmung festgelegt wird. Hierdurch ist es möglich, den Maschinenschlitten während der Vortriebsarbeit gegenüber dem Maschinengestell und dem Fahrwerk festzulegen.
Der Maschinenschlitten 13 trägt den Oberbau der Vortriebsmaschine => Dieser besteht aus einem Drehstuhl 16, welcher mittels hydraulischer Schwenkzylinder 36 um eine vertikale
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Drehachse drehbar ist und einen Schneidarmträger 17 trägt, an welchem in einem Schwenklager 18 ein Schneidarm 19 in der Vertikalebene schwenkbar gelagert ist. Die Verschwenkung des Schneidarmes 19 erfolgt mittels hydraulischer Schwenkzylinder 20, die zwischen dem Schneidarm und dem Aufbau des Drehstuhls gelenkig eingeschaltet sind. Der Schneidarm 19 weist an seinem freien Ende einen angetriebenen Schneidkopf 21, bestehend aus zwei Schneidwalzen 21', auf, die um eine senkrecht zur Längsachse des Schneidarmes verlaufende gemeinsame Drehachse drehbar sind.
Der Schneidarm 19 ist im mittleren Bereich in einem Auslegergelenk 22 gelenkig unterteilt, dessen Gelenkachse parallel zu der Gelenkachse des Schwenklagers 18 verläuft. Zwischen den beiden über das Auslegergelenk 22 verbundenen Schneidarmteilen sind hydraulische Schwenkzylinder 23 eingeschaltet.
Unterhalb des Schneidarmes 19 weist die Maschine an ihrer Vorderseite eine Ladeschaufel 24 auf, die von der Sohle zu dem Maschinengestell hin rampenartig ansteigt und mit der seitlich zwei als Kettenkratzförderer ausgebildete Förderer^25 verbunden sind. Die beiden Förderer 25 sind zu beiden Seiten der Maschinenlängsachse angeordnet und mit der Ladeschaufel 24 zu einer Baueinheit verbunden. Die Förderer erstrecken sich von der Kopfseite der Maschine zur Maschinenrückseite hin entsprechend der Neigung der Ladeschaufel nach oben und gehen im rückwärtigen Bereich der Maschine in einen nach hinten auskragenden Fördererabschnitt über, welcher das Abwurfende 26 bildet. Die beiden Förderer 25 sind im rückwärtigen Bereich der Vortriebsmaschine auf einer von der Stütze 15 getragenen Traverse 27 od.dgl« in der Vertikalebene gelenkbeweglich sowie in Vortriebsrichtung V verschiebbar
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abgestützt. Die Anordnung ist so getroffen, daß die aus der Ladeschaufel 24 und den beiden seitlichen Förderern bestehende Baueinheit gegenüber dem Maschinengestell 10 verschwenkt werden kann, um die Ladeschaufel in gewissem Umfang einstellen zu können und ihre Stirnkante für den Fahrbetrieb von der Sohle abheben zu können.
Die gesamte Ladevorrichtung, bestehend aus der Ladeschaufel 24 und den beiden Förderern 25» ist ebenfalls in Vortriebsrichtung V und in Gegenrichtung gegenüber dem Maschinengestell 10 und dem Fahrwerk 11 verschiebbar. Zu diesem Zweck ist die Ladeschaufel 24 rückseitig mit einem Unter schütten 37 gekoppelt, der in einer entsprechenden Schlittenführung des Maschinengestells bzw. seines Fahrwerks verschiebbar geführt ist. Wie vor allem die Fig. 5 und 6 zeigen, besteht der Unterschlitten 37 aus mindestens einem Balken bzw. einer Schubstange 37', die in einer Teleskop- bzw. Schubladenführung 28 des Fahrwerks geführt ist. Die Führung erfolgt mit Hilfe von Gleitschienen 28', die paarweise an den vier Ecken der kastenförmigen Schubstange 37f angeordnet sind. Der Vorschub der den Unter schütten bildenden Schubstange 37* erfolgt mittels mindestens eines Vorschubzylinders 29, der zwischen dem Maschinengestell und dem Unterschlitten gelenkig eingeschaltet ist.
Wie vor allem Fig. 4 zeigt, weist die Ladeschaufel 24 an ihrer Rückseite eine vertikal oder geneigt verlaufende Kulissenführung 33 für einen Kulissenstein 39 auf, an welchem die Schubstange 37' der Unterführung über ein Kugelgelenk 40 raumgelenkig angeschlossen ist. Die Ladeschaufel mit den beiden Förderern ist infolgedessen gegenüber der Schubstange allseitig begrenzt gelenkbeweglich und zugleich höhenverstellbar.
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Am Maschinengestell sind im vorderen und rückwärtigen Bereich jeweils zwei als Stützausleger dienende Pratzen 30 angeordnet, die in bekannter Weise mittels hydraulischer Schwenkzylinder in der Vertikalebene schwenkbar sind, so daß die gesamte Maschine auf den vier ausgeschwenkten Pratzen abgestützt und damit das Raupenfahrwerk während des Schneidbetriebes entlastet werden kann. Die beiden vorderen Pratzen 30 sind mit Gleitauflagern 41 versehen, auf welchen sich an der Rückseite der Ladeschaufel 24 befestigte Konsolen 42 verschiebbar abstützen, welche mit den Kulisεenführungen 33 für die Kulissensteine 39 versehen sind.
Die vorstehend beschriebene Unterführung kann auch mehrere in einer gemeinsamen Horizontalebene liegende parallele Schubstangen 37' aufweisen, die in der beschriebenen Weise über Kugelgelenke und Kulissenführungen mit der Ladeschaufel 24 bzw. ihrer Konsole 42 gekoppelt sind. Von Bedeutung ist, daß die Förderer 25 und die Ladeschaufel 24 gegenüber dem Maschinengestell und dem Fahrwerk allseitig gelenkbeweglich und höhenverstellbar angeordnet sind. Das Anheben der Ladeschaufel 24 erfolgt dabei über die vorderen Pratzen 30, die, wie bekannt, höhenverschwenkbar sind, so daß bei ihrer Schwenkbei^egung die Ladeschaufel über das Gleitlager 41 und die Konsole 42 gehoben und gesenkt wird. Da auf jeder Seite der Maschine eine Pratze 30 angeordnet ist, kann auch durch unterschiedliche Ausstellung der beiden Pratzen 30 ein Kippen der Ladeschaufel 24 vorgenommen werden.
Die beschriebene Anordnung ermöglicht es, die aus der Ladeschaufel 24 und den beiden Förderern 25 bestehende Ladevorrichtung sowie den Oberbau der Maschine, bestehend aus dem Drehstuhl 16, dem Schneidarmträger 17 und dem Schneidarm 19, je\"/eils gesondert gegenüber dem stehenden
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Maschinengestell in Vortriebsrichtung V vorzufahren und in Gegenrichtung zurückzufahren. Das während der Ladearbeit auf die geneigte Ladeschaufel 24 gelangende Haufwerk wird von einem auf der Oberseite der Ladeschaufel pendelnd hin- und herbewegten Ladearm 31 erfaßt und den beiden seitlichen Förderern 25 zugeführt. An der Unterseite des Schneidarmes 19 ist gemäß dem Hauptpatent ein Auslegerförderer 32 angeordnet, der aus einem Kratzförderer oder einem Schrapperförderer od.dgl. besteht.
Da der Schneidarm 19 gegenüber dem Maschinengestell in Vortriebsrichtung V vorschiebbar ist, ergibt sich die Möglichkeit, im Firstbereich einen Einbruch E zu schneiden und die Firste durch in den Einbruch eingebrachte Ausbauelemente 33» insbesondere stählerne Ausbausegmente, zu sichern, so daß die Vortriebs- und Ladearbeit stets unter der gesicherten Firste ausgeführt werden kann. Zugleich läßt sich die Ladeschaufel 24 zusammen mit den Förderern 25 so weit gegen die Ortsbrust 34 vorschieben, daß das beim Schneiden des Einbruchs anfallende Haufwerk verladen werden kann. Die Ortsbrust 34 unterhalb des Einbruchs E wird ebenfalls abschnittsweise abgebaut, wobei die Ausbausegmente 33 zu den vollen kreisförmigen Vortriebsquerschnitt sichernde Ausbauringe ergänzt werden. Während der Schneidarbeit wird der Maschinenschlitten 13 gegenüber dem Maschinengestell 10 mit Hilfe der hydraulischen Spannzylinder 35 verspannt.
Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß die Vortriebsmaschine auf einer betonierten Sohle 43 abgestützt ist, die entsprechend dem Vortriebsfortschritt angelegt wird. Der Schneidarm 19 muß infolgedessen, wie dargestellt, im Unterschnitt arbeiten können» Dies wird durch die Verlagerung des den Schneidarm tragenden Drehstuhls 16 auf dem Maschinenschlitten 13 sowie durch die gelenkige Unterteilung des
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Schneidarmes ermöglicht. Der an der Unterseite des Schneidarmes 19 angeordnete klein bauende Auslegerförderer 32 führt das vor der Ortsbrust J>k liegende gelöste Haufwerk der Ladeschaufel 24 zu, auf der es über die Förderer 25 abgefördert wird.
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Claims (11)

PATENTANWÄLTE 2/2 0380 DlPL.-lNG. BUSCHHOFF DlPL.-lNG. HENNICKE DlPL.-lNG. VOLLBACH KÖLN/RH. KAISER-WILHELM-RING 24 Reg.-Nr. I GW 7721 j KÖLN, den 4.5.1977 Akte«.: bine angeben VO/wO Anm.: Gewerkschaft ßisenhatte vestfalia 4670 Lunen Titel: Vortriebsmaschine Zusatz zu Patent ... (Patentanmeldung P 25 19 B25.8-24) Ansprüche :
1. Vortriebsmaschine für den Tunnel-, Stollen- oder Streckenvortrieb u.dgl., die am freien Ende eines am fahrbaren Maschinengestell schwenkbar gelagerten Schneidarmes einen angetriebenen Schneidkopf aufweist und mit einer Ladevorrichtung zur Aufnahme und Abförderung des gelösten Haufwerks versehen ist, die eine unterhalb des Schneidarmes angeordnete geneigte Ladeschaufel aufweist, welche das Gut einer am Maschinengestell angeordneten Fördervorrichtung zuführt, und wobei an der Unterseite des Schneidarmes ein das Haufwerk der Ladeschaufel zuführender Auslegerförderer angeordnet ist, nach Patent ... (Patentanmeldung P 25 19 825.8-24), dadurch gekennzeichnet, da3 der Schneidarm (19) und die Ladeschaufel (24) mit der Fördervorrichtung (25) jeweils unabhängig voneinander gegenüber dem Maschinengestell (10) in Vortriebsrichtung (V) und in Gegenrichtung verschiebbar sind.
2. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der den schwenkbaren Schneidarm (19) tragende Schneidarmträger (17) nebst dem Drehstuhl (16) auf einem an Schlittenfüh-
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rungen (12) des Maschinengestells (10) geführten ώ-schinenschlitten (13) angeordnet ist.
3. Vortriebsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlittenführungen aus Prismenführungen mit gegeneinander geneigten Gleitschienen (12') bestehen*
4. Vortriebsmaschine nach Anspruch 2 oder 3» gekennzeichnet durch eine den Maschinenschlitten (13) gegenüber dem Maschinengestell (10) verspannende Spannvorrichtung (35).
5. Vortriebsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (35) aus gegen die Schuttenführung hydraulisch anpreßbaren Klemmbacken besteht.
6. Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeschaufel (24) und die Fördervorrichtung (25) an einem Unterschlitten (37) angeordnet sind, der unterhalb des Maschinenschlittens (13) im Maschinengestell (10) geführt ist.
7. Vortriebsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschlitten (37) aus mindestens einer Schubstange (37') besteht»
8. Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung, wie bekannt, aus zwei mit der Ladeschaufel (24) zu einer Baueinheit verbundenen, an der Rückseite der Maschine verschiebbar abgestützten seit-
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liehen Förderern (2b) besteht, wooei der Unterschlitten (37) rückseitig allseitig gelenkbeweglich mit der Ladeschaufel (24) verbunden ist.
9. Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschlitten (37) und die Ladeschaufel (24) über eine Kulisseniüaruri^ (3', 39) nohenverschieblich verbuno.en sind.
10. vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, da3 die Ladeschaufel (24) auf am Maschinengestell (10) angeordneten ausfahrbaren Fratzen (30) verschiebbar abgestützt ist.
11. Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, σ a ό. u r c h gekennzeichnet, daß der Schneidarm (19) zwischen seinem Schneidkopf (21) und seinem am Schneidarmträger (17) angeordneten Schwenklager (13) durch ein Auslegergelenk (22) gelenkig unterteilt ist, wobei die Gelenkachse des Auslegergelenks und diejenige des Schwenklagers horizontal parallel zueinander verlaufen und wobei zwischen den beiden durch das Auslegergelenk (22) verbundenen Auslegerteilen eine Schwenkvorrichtung angeordnet ist.
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