DE4039646C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Streckenvor­ triebsmaschine zum Auffahren von untertägigen Strecken mit einem drehend antreibbaren Bohrkopf­ grundkörper, mit einem am Bohrkopfgrundkörper an­ geordneten und mit diesem angetriebenen starren Vorbohrer sowie mit um Schwenkachsen am Bohr­ kopfgrundkörper angelenkten Werkzeugträgern mit mindestens einem nach dem Hinterschneideprinzip arbeitenden Rollenbohrwerkzeug, wobei die Werk­ zeugträger über Schubkolbengetriebe zumindest vom Angriffspunkt im Vorbohrloch bis zum Umriß des Streckenquerschnitts ausstellbar sind.

Nach der DE-PS 31 40 707 ist eine gattungsgemäße Streckenvortriebsmaschine bekannt, bei welcher der Vorbohrer über eine zentrale mit dem Bohrkopfkörper verbundene Antriebswelle verbunden ist, die auf der einen Seite den Schwenkwinkel der radial zwischen Angriffspunkt im Vorbohrloch und den Streckenstößen verschwenkbaren Werkzeugträgern einschränkt und die andererseits in Verbindung mit einem im Querschnitt großen Vorbohrer sehr hohe Kräfte übertragen muß.

Der Vorbohrer muß im Durchmesser eine derartige Größe aufweisen, daß die Rollenwerkzeuge der schwenkbaren Werkzeugträger um die Vorteile des Hinterschneidens nutzen zu können, zwischen der Antriebswelle und der Bohrlochwandung ins Gebirge eingreifen können. Ein derartiger groß zu dimen­ sionierender Vorbohrkopf macht die Übertragung eines sehr hohen Drehmomentes erforderlich und benötigt sehr hohe Andruckkräfte, die wiederum einen hohen unwirtschaftlichen Energieaufwand dar­ stellen.

Darüber hinaus muß die Antriebswelle, die durch den großen Vorbohrkopf auftretenden Querkräfte auf­ nehmen. Bei der Verwendung einer starren, den Vorbohrer tragenden Welle treten weiterhin kon­ struktive Schwierigkeiten dahingehend auf, daß es schwierig ist, die für die schwenkbaren Werkzeug­ träger erforderlichen Schubkolbengetriebe zu ver­ lagern.

Abweichend von einer derartigen Ausführung einer Streckenvortriebsmaschine ist nach der nicht veröffentlichten Patentanmeldung P 40 15 462.9 eine weitere Maschine zum Vortreiben von Streckentunnel oder dergleichen mit einem drehend antreibbaren Arbeitskopf bekannt, an welchem beispielsweise vier verschwenkbare Rollenbohrwerkzeuge tragende Werkzeugarme angelenkt sind. Da eine derartige Einrichtung ohne Vorbohrloch arbeitet, gleichzeitig aber jedoch die Rollenbohrwerkzeuge nach dem Hinterschneidprinzip arbeiten sollen, ist ein Werkzeugarm vorgesehen, der nahezu zentral an dem Arbeitskopf angelenkt verschwenkbar ist, um für den Eingriff der übrigen Werkzeugträger eine geeignete Aushöhlung zu schaffen.

Dabei treten für einen außermittig am Arbeitskopf angelenkten einzelnen Werkzeugarm, der die Wirkung eines Vorbohrers erzielen soll, sehr große Kräfte auf, die einen erheblichen Verschleiß mit sich bringen. Darüber hinaus liegt ein wesentlicher Nachteil einer solchen Anordnung darin, daß ein kontinuierliches Arbeiten, nämlich das gleich­ zeitige Aushöhlen zum Hinterschneiden und das Hin­ terschneiden gleichzeitig nicht durchführbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Streckenvortriebsmaschine der gattungsgemäßen Art anzugeben, die eine Reduzierung des Energie­ aufwandes bei der Herstellung des Vorbohrloches, der Beanspruchungen aus den betriebsbedingt auf­ tretenden Drehmomenten und Querkräften sowie des Verschleißes an der Vortriebsmaschine ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Vor­ bohrer als einen Bohrkern durch Schlitzen eines Ringhohlraumes hereingewinnender Ringbohrer ausge­ bildet ist, der aus zwei parallel zueinander und im Abstand zur zentralen Achse des Streckenhohlraums vorgesehenen, an Werkzeugarmen angeordneten Bohrwerkzeugen besteht und die Werkzeugarme an einem Querbalken einer eine Vorschubeinrichtung aufweisenden, am Bohrkopfgrundkörper angeordneten rahmenartigen Tragkonstruktion angelenkt sind, wobei die Seitenträger der rahmenartig aus­ gebildeten Tragkonstruktion gegenüber den Werk­ zeugträgern der Aufweitungswerkzeuge um 90° um die Längsachse verdreht am Bohrkopfgrundkörper ange­ ordnet sind, und daß die Schubkolbengetriebe der Werkzeugträger von der rahmenartigen Tragkon­ struktion umgriffen sind.

Die rechtwinklig zu den verschwenkbaren Werkzeugträgern am Bohrkopfgrundkörper angelenkte Rahmenkonstruktion gestattet die Möglichkeit ausreichenden Platz für die Schubkolbengetriebe der verschwenkbaren Werkzeugträger zu schaffen.

Darüber hinaus ist durch die Ausbildung des Vorboh­ rers als Ringbohrer, und zwar durch die Ausbildung zweier an einen Querbalken angelenkter Werkzeugarme die Möglichkeit vorhanden, einen Ringhohlraum abzu­ bohren, der durch die geringe zu bearbeitende Fläche ein geringeres Drehmoment und geringere Andruckkräfte erfordert. Weiterhin erlaubt die rechtwinklige Anordnung der Rahmenkonstruktion und der daran angelenkten als Vorbohrer ausgebildeten Werkzeugarme eine Vergrößerung des Ver­ schwenkwinkels für die nach dem Hin­ terschneidprinzip arbeitenden verschwenkbaren Werk­ zeugträger.

Da die mit mindestens einem Rollenbohrwerkzeug je­ weils versehenen verschwenkbaren Werkzeugträger in der rechtwinklig versetzten Anordnung zur Tragkon­ struktion in den Freiraum zwischen den als Ringbohrer ausgebildeten Werkzeugarmen eingreifen können, sind sie gleichzeitig in der Lage, sollte der Bohrkern nicht selbstätig abbrechen, diesen auf ihrem Rückweg zu zerstören. Die den Ringbohrer tragende Rahmenkonstruktion kann mit weiteren Querverstärkungen versehen sein und kann auf diese Weise ohne Schwierigkeiten die am Ringbohrer auftretenden Kräfte übernehmen.

Vorteilhafterweise weist die Vorschubeinrichtung zur Verschiebung der Tragkonstruktion in Längsrichtung in den Seitenträgern integrierte Vorschubzylinder auf. Die Steuerung des Vorbohrers bzw. der Vorschubeinrichtung ist unabhängig von der Steuerung der Schwenkarme.

Die Werkzeugarme, die den Ringbohrer bilden, können mit an auswechselbaren Werkzeughaltern angelenkten Rollenbohrwerkzeugen oder Hartmetallmeißeln versehen sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im nachfolgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer teilweise dargestellten Streckenvor­ triebsmaschine und

Fig. 2 eine Draufsicht nach dem in Fig. 1 darge­ stellten Ausführungsbeispiel um 90° ge­ dreht.

In den Fig. 1 und 2 ist nur der vordere Teil und zwar der drehbare Bohrkopfgrundkörper 1 einer Strec­ kenvortriebsmaschine dargestellt, an welchem über Drehachsen 14 zwei Rollenbohrwerkzeuge 13 tragende Werkzeugträger 12 radial von innen nach außen zu den Streckenstößen verschwenkbar angelenkt sind.

Zwischen den Werkzeugträgern 12 ist, wie Fig. 1 zeigt, parallel zu einer zentralen Achse 5 und recht­ winklig zu den Werkzeugträgern 12 am Bohrkopfgrund­ körper 1 eine Rahmenkonstruktion 9 angelenkt.

Die Rahmenkonstruktion 9 besteht aus Seitenträgern 15, die - wie Fig. 2 wiedergibt - über einen Quer­ balken 10 miteinander verbunden sind. In den Seiten­ trägern 15 ist die Vorschubeinrichtung in Form von jeweils einem Vorschubzylinder 11 integriert.

Die rahmenartige Tragkonstruktion 9 ist in dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel über eine Querverstär­ kung 16 stabilisiert. Die Tragkonstruktion umgreift die Schubkolbengetriebe 18, die in einer Halterung 19 verlagert sind und über welche die verschwenkbaren Werkzeugträger 12 radial verschwenkbar sind.

Am Querbalken 10 der Tragkonstruktion 9 ist der Vor­ bohrer in Form eines Ringbohrers angebracht. Wie das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt, besteht der Ringbohrer aus zwei in Abstand zur zentralen Achse 5 am Querbalken angelenkten Werkzeug­ armen 6, die mit Bohrwerkzeugen 7 versehen sind. Die Werkzeugarme 6 sind mit auswechselbaren Werkzeughal­ tern 8 ausgestattet, die mit Rollenbohrwerkzeugen 7 oder Hartmetallmeißeln bestückbar sind.

Durch die Drehbewegung des Bohrkopfgrundkörpers um die Achse 5 entsteht an der Ortsbrust 17 durch die Werkzeugarme 6 ein Ringhohlraum 4 und zwischen den Werkzeugarmen 6 ein Bohrkern 3. Wie insbesondere auf der Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zu entnehmen ist, greifen die Rollenbohrwerk­ zeuge 13 beim Einwärtsschwenken der Werkzeugträger soweit in den Raum zwischen den Werkzeugarmen 6 des Vorbohrers ein, daß der nicht selbstätig zusammen­ brechende Bohrkern durch die Rollenbohrwerkzeuge 13 abgebrochen wird. Die rechtwinklige Anordnung der Hinterschneidwerkzeuge 12 zu den Werkzeugarmen 6, die den Vorbohrer 2 bilden und der Abstand der Werkzeug­ arme 6 voneinander gewährleisten ein kontinuierliches Vorbohren mit gleichzeitigem Hinterschneiden.

 1 Bohrkopfgrundkörper
 2 Vorbohrer
 3 Bohrkern
 4 Ringhohlraum
 5 zentrale Achse
 6 Werkzeugarm
 7 Bohrwerkzeug
 8 Werkzeughalter
 9 Tragkonstruktion
10 Querbalken
11 Vorschubzylinder
12 Werkzeugträger
13 Rollenbohrwerkzeug
14 Drehachse
15 Seitenträger
16 Querverstärkung
17 Ortsbrut
18 Schubkolbentriebe
19 Halterung

Claims (4)

1. Streckenvortriebsmaschine zum Auffahren von untertägi­ gen Strecken mit einem drehend antreibbaren Bohrkopf­ grundkörper, mit einem am Bohrkopfgrundkörper an­ geordneten und mit diesem angetriebenen starren Vor­ bohrer sowie mit um Schwenkachsen am Bohrkopfgrund­ körper angelenkten Werkzeugträgern mit mindestens einem nach dem Hinterschneideprinzip arbeitenden Rollenbohr­ werkzeug, wobei die Werkzeugträger über Schubkolben­ getriebe zumindest vom Angriffspunkt im Vorbohrloch bis zum Umriß des Streckenquerschnitts ausstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorbohrer (2) als einen Bohrkern (3) durch Schlitzen eines Ringhohlraumes (4) hereingewinnender Ringbohrer ausgebildet ist, der aus zwei parallel zueinander und im Abstand zur zentralen Achse (5) des Streckenhohlraums vorgesehenen, an Werkzeugarmen (6) angeordneten Bohrwerkzeugen (7) be­ steht und die Werkzeugarme (6) an einem Querbalken (10) einer eine Vorschubeinrichtung (11) aufweisenden, am Bohrkopfgrundkörper angeordneten rahmenartigen Trag­ konstruktion (9) angelenkt sind, wobei die Seitenträger (15) der rahmenartig ausgebildeten Tragkonstruktion (9) gegenüber den Werkzeugträgern (12) der Aufweitungs­ werkzeuge um 90° um die Längsachse (5) verdreht am Bohrkopfgrundkörper (1) angeordnet sind, und daß die Schubkolbengetriebe (18) der Werkzeugträger (6) von der rahmenartigen Tragkonstruktion (9) umgriffen sind.

2. Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung zur Ver­ schiebung der Tragkonstruktion (9) in Längsrichtung in den Seitenträgern (15) integrierte Vorschubzylinder (11) aufweist.

3. Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Seitenträger (15) durch minde­ stens eine Querverstärkung (16) versteift ausgebildet sind.

4. Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Werkzeugarme (6) mit auswechsel­ baren an Werkzeughaltern (8) angelenkten Rollenbohr­ werkzeugen (7) oder Hartmetallmeißeln versehen sind.