DE4014752C2 - Längsschneidarm für Vortriebs- und Abbauzwecke u. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Längsschneidarm für Vortriebs- und Abbauzwecke, insbesondere für den Strecken- und Tunnelvortrieb u. dgl. mit im Schneidarm angeordnetem Schneidkopfantrieb, mit dessen axialer Antriebswelle der Schneidkopf drehschlüssig gekuppelt ist.

Für Vortriebs- und Abbauzwecke werden sogenann­ te Teilschnittmaschinen mit schwenkbarem Schneidarm eingesetzt, die entweder mit einem angetriebenem Querschneidkopf oder aber mit einem angetriebenen Längsschneidkopf versehen sind ("Glückauf" 1981, Sei­ ten 284 bis 287; "Glückauf" 1984, Seiten 1534 bis 1539). Zum Laden des vom Schneidkopf an der Ortsbrust gelö­ sten Haufwerks wird beim Längsschneidarm der um die Schneidarmachse rotierende Schneidkopf mit einer Transportwendel versehen. Dabei ist es auch bekannt, die Transportwendel so am Längsschneidkopf anzuord­ nen, daß sie eine rückwärtige Verlängerung des Schneidkopfes bildet, die den Schneidkopfträger des Schneidarmes umgreift ("Glückauf" 1983, Seiten 501 bis 508).

Bei den bekannten Längsschneidarmen ist der Schneidkopfantrieb in den Schneidarm integriert. Er be­ findet sich im allgemeinen im Inneren des Schneidarmes, wobei seine Antriebswelle einen am Schneidarm kopf­ seitig angeschraubten Schneidarmträger durchgreift und im Schneidarmträger in Wälzlagern gelagert ist. Da der Längsschneidkopf im Einsatz erheblichen Belastun­ gen unterworfen ist, die als Querkräfte auf die Welle übertragen und gegen die Wellenlager abgesetzt wer­ den, müssen die Wellenlager sehr kräftig ausgeführt werden. Wird in rückwärtiger Verlängerung des Schneidkopfes eine mit diesem rotierende Transport­ wendel vorgesehen, die den Schneidkopfträger um­ schließt, so kann es bei den einseitigen Schneidkopfbela­ stungen zu Verkantungen und Schrägstellungen der Transportwendel kommen mit der Folge, daß das ma­ schinenseitige Ende des Grundkörpers der Transport­ wendel einseitig zur schleifenden Anlage an den Schneidkopfträger kommt und auf der Gegenseite sich soweit vom Schneidkopfträger entfernt, daß hier eine einwandfreie Dichtung des Spaltes zwischen Transport­ wendel und Schneidkopfträger nicht mehr gewährlei­ stet ist.

Der aus der DE 80 16 953 U1 bekannte einteilige Schneidkopf für eine Teilschnittmaschine ist auf einem von der Arbeitswelle durchgriffenen Kopfteil drehbar gelagert. Im vorderen Bereich des Schneidkopfes sind die Werkzeuge sowie Düsen angeordnet, über die die Werkzeuge zur Staubreduzierung mit Wasser besprüht werden. Die Wasserzufuhr erfolgt über eine axial durch die An­ triebswelle hindurchgehende zentrale Bohrung, die druckdicht mit Leitungskanälen im Schneidkopf verbunden ist. Der Schneidkopf ist daher unmittelbar mit der Antriebswelle sowohl drehfest als auch axial gesichert verbunden. Zum Abtransport von gelöstem Werkzeug dient eine sich über den gesamten Schneidkopf erstrec­ kende, wendelförmig angeordnete Rippe.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Längsschneidarm der gattungs­ gemäßen Art so auszubilden, daß bei einfacher Demontierbarkeit die auftretenden Betriebsbe­ lastungen von den der Schneidkopfverlagerung dienenden Lagern zuverlässig aufgenommen werden können, ohne daß an der Transportwendel die vorgenannten Probleme auftreten können.

Die vorgenannte Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Der Schneidkopf ist mit einer rückwärtigen Drehhülse in La­ gern auf dem von den Antriebswelle durchgriffenen Kopfteil des Schneidarmes gelagert. Das genannte Kopfteil bildet das freie Ende des Schneidarmes. Es wird vorzugsweise von ei­ nem als Schneidarmverlängerung am Schneidarm, zweckmäßig mit Hilfe einer Verschraubung, lösbar befestigten Schneidkopfträ­ ger gebildet.

Nach der Erfindung braucht also die Antriebswelle des Schneid­ kopfes nicht direkt durch im Schneidarm bzw. im Schneidkopf­ träger angeordnete Wellenlager verlagert zu werden. Vielmehr erfolgt die Lagerung des Schneidkopfes nebst der Antriebswel­ le durch außerhalb des Schneidarmes bzw. des Schneidkopfträ­ gers liegende Lager (Wälzlager), die zwischen dem Schneidarm bzw. dem Schneidkopfträger und der genannten Drehhülse des Schneidkopfes angeordnet sind und die bei entsprechend grö­ ßeren Durchmessern die auftretenden Kräfte besser aufzuneh­ men in der Lage sind. An der Antriebswelle stellen sich kei­ ne ungünstigen Querkräfte bzw. Biegebeanspruchungen ein. Vielmehr erfolgt die Abstützung und Lagerung des Schneid­ kopfes über die den Schneidkopfträger umschließende kräftige Drehhülse, die nach der Erfindung zu­ gleich Träger einer Transportwendel ist. Die Transportwendel wird mit ihrem die Drehhülse umgreifenden Zylinderrohr über eine formschlüssige Drehverbindung mit dem Schneidkopf verbunden. Mit der erfindungs­ gemäßen Anordnung wird auch erreicht, daß die außenliegenden Lager für den Einbau oder auch für das Auswechseln leichter zu­ gänglich sind.

Im einzelnen wird die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß die Drehhülse über eine Schraubverbindung mit dem Schneidkopf verbunden wird, vorzugsweise mit Hilfe von Schraubenbolzen, die den Schneidkopf axial durchfassen. Der Schneidkopf und die Drehhülse sind also lösbar miteinander verbunden und von­ einander trennbar, wodurch die Montage und Demontage der Tei­ le erleichtert werden. Vorzugsweise wird die Anordnung so getroffen, daß die Transportwendel mit einem die Drehverbindung bildenden Zylin­ deransatz in eine ringförmige Ausnehmung an der Basisfläche des etwa kegelförmigen Schneidkopfes einfaßt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebswelle als eine vom schneidkopfseitigen Ende her in das Kopfteil bzw. in den Schneidkopfträger einführbare Steckwelle ausgebildet, die mit ihrem in­ nenliegenden Wellenende nach Art einer Schiebekupp­ lung mit dem Abtriebsteil des Schneidkopfantriebes drehschlüssig kuppelbar ist. Die Antriebswelle läßt sich demgemäß bei gelöstem Schneidkopf von vorne in den Schneidkopfträger schieben und in drehschlüssiger Ver­ bindung mit der Abtriebsseite des Schneidkopfantriebs bringen.

Dabei wird die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß die Antriebswelle mit ihrem eine Axialverzahnung od. dgl. aufweisenden schneidkopfseitigen Ende aus dem Kopfteil bzw. dem Schneidkopfträger herausragt und in eine entsprechend axial verzahnte Innenbohrung des Schneidkopfes einfaßt. Zwischen dem Schneidkopf und dem ihm zugewandten Ende der Antriebswelle wird vorteilhafterweise eine im Schneidkopf angeordnete Federvorrichtung vorgesehen, die ein axiales Wandern der Antriebswelle verhindert.

Insbesondere im Hinblick auf die angestrebte Erleich­ tung der Montage und Demontage des Schneidkopfes und der zugehörigen Teile vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Drehhülse von der Schneidkopfseite her auf das Kopfteil bzw. den Schneidkopfträger aufschiebbar und mittels der Schraubverbindung in der Einbaulage gehalten ist. Die beiden Lager werden zweckmäßig durch an dem Schneidkopfträger und an der Drehhülse angeordnete Ringschultern sowie durch eine am Ende des Schneidkopfträgers angeordnete lösbare Siche­ rungsscheibe in ihrem axialen Abstand zueinander fi­ xiert. Es empfiehlt sich weiterhin, eine den Ringspalt zwischen dem rückwärtigen Ende der Drehhülse und dem Schneidkopfträger dichtende Dichtung vorzuse­ hen. Weitere Dichtungen werden zweckmäßig zwischen dem zylindrischen Grundkörper der Transportwendel und der Drehhülse vorgesehen, auf der sich die Trans­ portwendel abstützt. Die auf die Drehhülse aufschieb­ bare Transportwendel stützt sich zweckmäßig gegen eine Anschlagschulter der Drehhülse ab.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbei­ spiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Längsschneidarm le­ diglich im Bereich seines freien Schneidarmendes mit dem hier angeordneten Schneidkopf im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Einzelheit des Längsschneidarmes nach Fig. 1 in einem axialen Teilschnitt.

Der dargestellte Längsschneidarm 1 ist in üblicher Weise schwenkbar an einem (nicht dargestellten) Schneidarmträger gelagert, so daß er durch Verschwen­ ken die Ortsbrust überstreichen kann. Das vordere, schneidkopfseitige Ende des Längsschneidarmes 1 wird von einem zylindrischen Schneidkopfträger 2 gebildet, der somit eine axiale Verlängerung des Schneidarmes 1 bildet. Der Schneidkopfträger 2 ist über einem An­ schlußstück 4 mittels Schrauben 3 am Längsschneidarm 1 lösbar befestigt. Im Inneren des Längsschneidearmes 1 befindet sich der Schneidkopfantrieb 5, bestehend aus einem Antriebsmotor mit Kupplung und Getriebe. Der Schneidkopfantrieb 5 treibt den als Längsschneidkopf ausgebildeten Schneidkopf 6 über eine axiale Antriebs­ welle 7 an, die den Schneidkopfträger 2 durchgreift. Die Antriebswelle 7 ist als eine vom schneidkopfseitigen En­ de her in den Schneidkopfträger 2 einführbare Steck­ welle ausgebildet, die mit ihrem innenliegenden Wellen­ ende 8 nach Art einer Schiebekupplung mit dem Ab­ triebsteil 9 des Schneidkopfantriebes 5 drehschlüssig gekuppelt ist. Das Abtriebsteil 9 besteht bei dem gezeig­ ten Ausführungsbeispiel aus einer innenverzahnten Hohlwelle, in die die Antriebswelle 7 mit ihrem eine entsprechende axiale Außenverzahnung aufweisenden Wellenende 8 einsteckbar ist, wodurch die antriebsmä­ ßige Verbindung mit dem Schneidkopfantrieb 5 herge­ stellt wird.

Die Antriebswelle 7 ragt mit ihrem schneidkopfseiti­ gen Ende 10 vorne aus dem Schneidkopfträger 2 heraus. Das Wellenende 10 ist ebenfalls mit einer axialen Au­ ßenverzahnung versehen, die zur Herstellung der dreh­ schlüssigen Verbindung in eine mit entsprechender In­ nenverzahnung versehene Bohrung 11 des Schneidkop­ fes 6 einfaßt. Der etwa kegelstupfförmige Schneidkopf 6 ist in üblicher Weise mit in Meißelhaltern sitzenden Meißeln 12 bestückt.

Die Antriebswelle 7 ist nicht unmittelbar in Wellenla­ gern, die sich im Schneidkopfträger 2 befinden, gelagert. In einer Sackbohrung 13 des Schneidkopfes 6 befindet sich eine Federvorrichtung 14, die in Axialrichtung auf die Antriebswelle 7 wirkt und diese im Kupplungsein­ griff mit dem Schneidkopfantrieb 5 hält.

Mit der Rückseite bzw. der breiten Basisfläche des Schneidkopfes 6 ist durch Verschraubung eine kräftige Drehhülse 15 verbunden, die den Schneidkopfträger 2 umschließt und die in Lagern 16 und 17 auf dem Schneidkopfträger 2 gelagert ist. Die Schraubverbin­ dung zwischen Drehhülse 15 und Schneidkopf 6 erfolgt zweckmäßig mit Hilfe axialer Schrauben 18, die in Fig. 1 lediglich durch strichpunktierte Linien angedeutet sind. Die Drehhülse 15 bildet demgemäß eine rückwärtige zylindrische Verlängerung des Schneidkopfes 6, die in den als Wälzlagern ausgebildeten Lagern 16 und 17 auf dem mit dem Schneidarm 1 fest verbundenen Schneid­ kopfträger 2 gelagert ist. Das Lager 16 stützt sich seit­ lich einerseits gegen eine Ringschulter 19 des Schneid­ kopfträgers 2 und andererseits gegen eine Ringschulter 20 der Drehhülse 15 ab. Das andere Lager 17 stützt sich seitlich an einer Ringschulter 21 der Drehhülse 15 ab. Auf der anderen Seite ist das Lager 17 mit Hilfe einer auf den Schneidkopfträger 2 endseitig aufgesetzten Si­ cherungsscheibe 22 fixiert, die mit Hilfe einer auf ein Gewinde am Ende des Schneidkopfträgers 2 aufge­ schraubten Sicherungsmutter 23 lösbar festgelegt ist. Die beiden Lager 16 und 17 sind demgemäß in ihrem Axialabstand zueinander fixiert.

Auf der Drehhülse 15 sitzt eine Transportwendel 24, die sich mit ihrem zylindrischen Grundkörper 25 bei 26 und 27 auf der Drehhülse 15 abstützt. Der zylindrische Grundkörper 25 trägt die eigentliche Wendel 28. Die Transportwendel 24 bildet demgemäß eine rückwärtige Verlängerung des Schneidkopfes 6. Sie ist mit dem Schneidkopf 6 über eine formschlüssige Drehverbin­ dung verbunden. Zu diesem Zweck weist der zylindri­ sche Grundkörper 25 einen verstärkten Zylinderansatz 29 auf, der in eine ringförmige Ausdrehung 30 des Schneidkopfes einfaßt. Der Zylinderansatz 29 ist gemäß Fig. 2 mit über den Umfang verteilt angeordneten axialen Vorsprüngen 31 versehen, die in entsprechende Ausnehmungen 32 einfassen, die sich am Grund der Ausdrehung 30 des Schneidkopfes 6 befinden, wodurch die drehschlüssige Verbindung zwischen Schneidkopf 6 und Transportwendel 24 hergestellt wird. Die auf die Hülse aufschiebbare Transportwendel 24 stützt sich im Montagezustand gegen eine Anschlagschulter 33 der Drehhülse 15 ab. Damit ist die Transportwendel 24 auch in Axialrichtung unverschieblich am Schneidkopf fest­ gelegt.

Schneidarmseitig ist der Ringspalt zwischen dem En­ de der Drehhülse 15 und dem Schneidkopfträger 2 durch eine Dichtung 34 abgedichtet, die aus einer Laby­ rinthdichtung und/oder einer Ringdichtung, insbesonde­ re einer metallenen Ringdichtung bekannter Art be­ steht. Die Abdichtung des Ringspaltes am anderen Ende der Drehhülse 15 erfolgt mittels eines Dichtringes 35, der zwischen der Sicherungsscheibe 22 und einer Aus­ drehung der Drehhülse 15 angeordnet ist. Außerdem ist die Transportwendel 24 mit ihrem zylindrischen Grund­ körper 25 mittels Dichtungen 36 und 37 gegenüber der Drehhülse 15 abgedichtet.

Die vorstehend beschriebene Ausgestaltungsform des Längsschneidarmes ermöglicht eine vergleichsweise einfache und rasche Montage und Demontage des Schneidkopfes nebst seiner Antriebswelle. Bei der Mon­ tage kann wie folgt vorgegangen werden: Zunächst werden die Dichtung 34 und das Lager 16 am Schneid­ kopfträger 2 in Position gebracht, worauf die Drehhülse 15 mit dem eingesetzten Lager 17 von der Schneidkopf­ seite her auf den Schneidkopfträger 2 aufgeschoben wird. Zur Axialsicherung wird dann die Sicherungs­ scheibe 22 aufgesteckt und durch die Sicherungsmutter 23 gesichert. Anschließend können die verschiedenen Dichtungen 35, 36, 37 eingesetzt werden. Die Antriebs­ welle 7 wird von der Schneidkopfseite her in den Schneidkopfträger 2 eingeführt und mit ihrem Kupp­ lungsende 8 in die Hohlwelle 9 eingesteckt. Danach wird die Transportwendel 24 bis zur Anschlagschulter 33 auf die Drehhülse 15 aufgeschoben. Die so aufgeschobene Transportwendel 24 ist in ihrem vorderen und hinteren Bereich einwandfrei auf der Drehhülse 15 abgestützt. Schließlich wird der Schneidkopf 6 auf die Welle 7 auf­ gesetzt, die sich hierbei mit ihrem verzahnten Wellenen­ de 10 in die innenverzahnte Bohrung 11 des Schneid­ kopfes 6 schiebt, wodurch die antriebsmäßige Verbin­ dung hergestellt wird. Der Schneidkopf 6 wird mit Hilfe der durchgesteckten axialen Schrauben 18 mit der Drehhülse 15 verbunden und damit über die Drehhülse 15 am Schneidkopfträger 2 in Axialrichtung fixiert. Die Federvorrichtung 14 zwischen Schneidkopf 6 und An­ triebswelle 7 verhindert ein Wandern der Antriebswelle in Axialrichtung. Beim Aufsetzen des Schneidkopfes 6 schieben sich die axialen Vorsprünge 31 am verstärkten Zylinderansatz 29 der Transportwendel 24 in die ent­ sprechenden Nuten oder Ausnehmungen 32, wodurch die formschlüssige Drehverbindung zwischen Schneid­ kopf und Transportwendel hergestellt wird. Damit wird die Transportwendel 24 auch in ihrer Anlage an der Anschlagschulter 33 in Axialrichtung mit einem gewis­ sen axialen Bewegungsspiel gegenüber dem Schneid­ kopf und der Drehhülse gesichert.

Abweichend von dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel wird zweckmäßig das Anschluß­ stück 4 einstückig mit dem Schneidkopfträger 2 verbun­ den. Der Schneidkopfträger 2 wird hierbei mit seinem von dem Anschlußstück 4 gebildeten Flanschende mit Hilfe der axialen Schrauben 3 am freien Ende des Schneidarmes 1 befestigt.

Claims (12)

1. Längsschneidarm für Vortriebs- und Abbauzwecke, insbesondere für den Strecken- und Tunnelvortrieb, mit im Schneidarm angeord­ netem Schneidkopfantrieb, mit dessen axialer Antriebswelle der Schneidkopf drehschlüssig gekuppelt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schneidkopf (6) mit einer rückwärtigen Drehhülse (15) in Lagern (16, 17) auf dem von der Antriebswelle (7) durchgriffenen Kopfteil (2) des Schneidarmes (1) gelagert ist, wobei die Drehhülse (15) von einer in rückwärtiger Verlän­ gerung des Schneidkopfes (6) angeordneten Transportwendel (24) umschlossen ist, die mit ihrem die Drehhülse (15) umgreifenden zylindrischen Grundkörper (25) über eine formschlüssige Drehver­ bindung (31, 32) mit dem Schneidkopf (6) verbunden ist.

2. Längsschneidarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil aus einem als Schneidarmverlängerung am Schneidarm (1), vorzugswei­ se durch Verschraubung (3), lösbar befestigten Schneid­ kopfträger (2) besteht.

3. Längsschneidarm nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dreh­ hülse (15) über eine Schraubverbindung, vorzugsweise mit­ tels den Schneidkopf (6) axial durchfassender Schrauben­ bolzen (18), mit dem Schneidkopf (6) verbunden ist.

4. Längsschneidarm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die An­ triebswelle (7) als eine vom schneidkopfseitigen Ende her in das Kopfteil bzw. in den Schneidkopfträger (2) einführbare Steckwelle ausgebildet ist, die mit ihrem innenliegenden Wellenende (8) nach Art einer Schiebe­ kupplung mit dem Abtriebsteil (9) des Schneidkopfan­ triebs (5) drehschlüssig kuppelbar ist.

5. Längsschneidarm nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Antriebswelle (7) mit ihrem eine Axialverzahnung aufweisenden schneidkopfseiti­ gen Ende (10) aus dem Kopfteil bzw. dem Schneidkopfträger (2) herausragt und in eine axial verzahnte Innenbohrung (11) des Schneidkopfes (6) einfaßt.

6. Längsschneidarm nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Schneidkopf (6) und dem ihm zugewandten Ende der Antriebswelle (7) eine im Schneidkopf angeordnete Federvorrichtung (14) vor­ gesehen ist.

7. Längsschneidarm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dreh­ hülse (15) von der Schneidkopfseite her auf das Kopfteil bzw. den Schneidkopfträger (2) aufschiebbar und mittels einer dem schneidkopfseitigen Lager (17) zugeordneten, lösbar am Schneidkopfträger angeordneten Sicherungs­ scheibe (22) in der Einbaulage gehalten ist.

8. Längsschneidarm nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lager (16, 17) durch an dem Schneidkopfträger (2) und der Drehhülse (15) ange­ ordnete Ringschultern (19, 20, 21) sowie durch die lös­ bare Sicherungsscheibe (22) in ihrem axialen Abstand zu­ einander fixiert sind.

9. Längsschneidarm nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Ringspalt zwischen dem rückwärtigen Ende der Drehhülse (15) und dem Schneidkopfträger (2) dichtende Dichtung (34) vorgesehen ist.

10. Längsschneidarm nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehhülse (15) mit einer Anschlagschulter (33) für die auf die Drehhülse aufsteckbare Transport­ wendel (24) versehen ist.

11. Längsschneidarm nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehverbindung zwischen Transportwendel (24) und Schneidkopf (6) aus an der Transportwendel angeordne­ ten axialen Vorsprüngen (31) besteht, die in axialer Ausnehmung (32) des Schneidkopfes (6) einfassen.

12. Längsschneidarm nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (6) an seiner rückseitigen Basisflä­ che umfangsseitig eine ringförmige Ausnehmung (30) aufweist, in die die Transportwendel (24) mit ihrem zylindrischen Grundkörper (25) mit einem axialen Be­ wegungsspiel einfaßt.