DE4234972A1 - Vortriebsmaschine zum profilgenauen Auffahren von bogenförmigen Strecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vortriebsmaschine zum Auffahren von bogenförmigen Strecken im untertägigen Berg- und Tun­ nelbau, mit dem schwenkbar angeordneten, mit Schneidwerk­ zeugen bestückten Walzenkörper, dem Fahrwerk und dem Lade­ förderer.

Derartige Vortriebsmaschinen dienen im untertägigen Berg- und Tunnelbau zum Auffahren der bogenförmigen Strecken. Während kreisrunde Strecken mit Vollschnittmaschinen profilgenau aufgefahren werden können, ist dies bei bogenförmigen Strecken, d. h. also bei der Großzahl der Strecken, nicht mög­ lich, weil hier der Kopf der Vortriebsmaschine nicht die gleiche Form wie der einzubringende Ausbau aufweisen kann. Von daher gibt es verschiedene Prinzipien, mit denen diese bogenförmigen Strecken aufgefahren werden.

Gemäß DE-OS 35 19 697 wird eine sogenannte Schwenkwalze vor allem dort eingesetzt, wo gleichzeitig auch das Flöz mit hereingewonnen werden muß, das quer durch die Ortsbrust ver­ läuft. Hierbei ist es möglich, mit Hilfe der Schwenkwalze zunächst einmal den Einschnitt vor allem im Flöz herzustellen, um dann durch entsprechendes Verschwenken der Schwenkwalze auch den Restquerschnitt hereinzugewinnen. Dabei ist es schwierig, die den Firstschnitt herstellende Oberwalze so zu dimensionieren, daß ein annähernd genauer, dem Profil ent­ sprechender Schnitt hergestellt werden kann. Schwierig ist es darüber hinaus, die Unterwalze so auszubilden, daß sie mög­ lichst gleichmäßig und schnell den Einschnitt herstellt.

Aus der DE-OS 31 40 707 ist eine sogenannte Schwenkarm­ maschine bekannt, bei der mit Hilfe eines mit Schneidwerk­ zeugen bestückten Kopfes eine möglichst dem Profil entspre­ chende Hereingewinnung des Streckenquerschnittes durchgeführt wird. Diese Profilschnittsteuerung zur Herstellung des Bo­ genprofils ist sehr aufwendig, wobei die aus der Bauart be­ dingten Schneidgeometrie resultierenden, insbesondere im Zwickelschnitt überproportional hohen Werkzeugbelastungen zu zusätzlichen Problemen führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ triebsmaschine zu schaffen, mit der ein profilgenaues Schneiden bei günstigen Werkzeugbelastungen möglich ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei beidseitig eines im Sohlenbereich angeordneten Haltearms angebrachte Walzenkörper vorgesehen und axial verschiebbar ausgebildet sind und daß ein oberhalb des Haltearms ange­ ordneter Werkzeugträger in der Höhe verschiebbar und seitlich schwenkbar ausgebildet und mit gestuft ins Gebirge eingrei­ fenden Schneidwerkzeugen ausgerüstet ist.

Bei einer derartigen Vortriebsmaschine ist es möglich, zu­ nächst den Sohlenschnitt mit den Walzenkörpern herzustellen, wobei die Walzenkörper so axial verschiebbar ausgebildet sind, daß sie den Sohlenbereich insgesamt profilgenau her­ stellen können. Nach dem oder während des Herstellens des Sohlenschnittes wird der Firstschnitt über die dem ent­ sprechend beweglich angeordneten Werkzeugträger zugeordneten Schneidwerkzeuge hergestellt, wobei durch die gestufte An­ ordnung dieser Schneidwerkzeuge eine Überlastung dieser Ge­ winnungsteile vermieden wird. Darüber hinaus ist es möglich, den gesamten Schneidbereich zu bestreichen, ohne daß eine Kollision mit den den Unterschnitt herstellenden Walzen­ körpern erfolgen kann. Somit ist es mit einer derartigen Vortriebsmaschine möglich, Oberschnitt und Firstschnitt genau so herzustellen, daß der endgültige Ausbau einen profilgenau hergestellten Aufschnitt vorfindet und unmittelbar im Orts­ brustbereich vor allem die Firstsegmente frühzeitig so ein­ gebracht werden können, daß eine Gefährdung des Betriebs­ personals nicht eintreten kann. Hierzu sind Ausbaumaschinen bekannt, an denen entweder einzelne Ausbausegmente, d. h. Firstsegmente, oder auch mehrere schon baumäßig zusammen­ geschlossene Firstsegmente angeordnet werden können, damit das Betriebspersonal darunter wie unter einem Schirm arbeiten kann.

Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Drehantrieb der Walzenkörper in diesen integriert ausge­ bildet ist. Dadurch sind kurze Übertragungswege gesichert und auch die Möglichkeit gegeben, die beiden Walzenkörper ge­ trennt anzutreiben und so eine hohe Variabilität der Gewin­ nungsarbeit zu ermöglichen.

Der Bewegungsablauf "schwenken" erfolgt erfindungsgemäß durch das Ausfahren der Walzenkörper in axialer Richtung, was da­ durch erfindungsgemäß möglich ist, daß zwischen den Walzen­ körpern axial angeordnete Hydraulikzylinder vorgesehen sind, die zwischen den Haltearm und die Innenflächen der Walzen­ körper eingespannt sind. Diese Hydraulikzylinder drücken an mehreren, über den Umfang verteilte vorgesehene Stellen den jeweiligen Walzenkörper gegen das ansteigende Gebirge, so daß zunächst ohne Bewegen des Haltearms bzw. Verschwenken des Haltearms ein weitgehendes Hereingewinnen des Sohlenschnittes möglich ist. Im Schnitt sind damit die parallel zur Ortsbrust anstehenden Reaktionskräfte theoretisch gegenseitig verla­ gert. In diesem Ablauf nicht abgedeckte Schneidbereiche wer­ den dann durch das Verfahren des Haltearms erreicht.

Eine Schrägbelastung der Hydraulikzylinder wird erfindungs­ gemäß dadurch vermieden, daß die Innenflächen der Walzen­ körper parallel zu den Außenflächen des Haltearms verlaufend ausgebildet sind. Die Hydraulikzylinder greifen damit jeweils an parallel zueinander stehende Stellen an, wobei die Wal­ zenkörper selbst entsprechend schräg gestellt sind, was wei­ terhin noch erläutert wird. Dies ist deshalb möglich, weil an den Walzenkörpern die die Drehantriebe aufnehmenden Gehäuse vorgesehen sind, die entsprechende Wandungen aufweisen, gegen die die Hydraulikzylinder andrücken können.

Um einen genau profilgerechten Schnitt auch im Sohlenbereich vorgeben zu können, sieht die Erfindung vor, daß die Walzen­ körper unter Beibehaltung der Neigung der Innenflächen dem Stoßsegment des Streckenausbaus entsprechend schräg gestellt sind. Damit ist es möglich, die Walzenkörper über die Hy­ draulikzylinder gegen den Streckenstoß zu drücken, wobei dieser so herausgeschnittene Streckenstoß dann genau die Neigung aufweist, die er zum sicheren Anlagern bzw. Aufnehmen der Stoßsegmente des Streckenausbaus benötigt. Dort, wo es notwendig ist, ist auch eine Verstellung der Neigung der Walzenkörper möglich, um beispielsweise bei unterschiedlichen Ausbautypen dennoch die gleiche Vortriebsmaschine einsetzen zu können. Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß ein seitliches Verschwenken des Haltearms möglich ist, was erfindungsgemäß dadurch gelöst wird, daß dem Haltearm die Bewegung der Hydraulikzylinder ergänzende Schwenkzylinder zugeordnet sind. Bei dieser Ausbildung ist somit sichergestellt, daß die Wal­ zenkörper auch bei ausgefahrenen Hydraulikzylindern in Richtung Streckenstoß verfahren werden können, ohne daß eine Überlastung der Zylinder auftreten kann, wobei zum Schutz der Hydraulikzylinder zusätzliche Querstreben vorgesehen werden können, die teleskopierbar die Walzenkörper mit dem Haltearm verbinden. Das Verschieben des Haltearms erfolgt über die Schwenkzylinder, die achsparallel zu den Hydraulikzylindern angeordnet sind.

Der Werkzeugträger mit den in der Höhe verschiebbar ange­ ordneten Schneidwerkzeugen ermöglicht das profilgenaue Schneiden des Oberschnittes. Dies ist insbesondere aber da­ durch möglich, daß der Werkzeugträger ergänzend um eine Schwenkachse schwenkbar ist, wobei dadurch die Möglichkeit gegeben ist, selbst oben den Firstbereich so genau zu schneiden, daß sich eine genau vorgegebene Profillinie er­ gibt, an der sich die Ausbauprofile nach dem Einbringen des Streckenausbaus sicher abstützen können.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß eine Vor­ triebsmaschine geschaffen ist, mit der es möglich ist, eine konturgenaue Streckenauffahrung einschließlich Zwickelschnitt mit einem unmittelbar im Ortsbrustbereich des Oberschnittes einbringbaren endgültigen Ausbaus zu verwirklichen. Vor­ teilhaft ist dabei, daß die Werkzeuge aufgrund gleichmäßiger und sich ergänzender Belastung lange Standzeiten erreichen, weil sie nämlich nicht überbeansprucht werden und weil auch die dem Werkzeugträger zugeordneten Schneidwerkzeuge jeweils gestuft arbeiten, also relativ geringe Spantiefen erzeugen müssen. Insgesamt gesehen zeichnet sich die erfindungsgemäße Vortriebsmaschine durch einen verhältnismäßig einfachen Auf­ bau und eine hohe Wirksamkeit aus. Durch die konturgenaue Streckenauffahrung ist es möglich, den Streckenausbau nicht nur frühzeitig, sondern auch dicht an dem Gebirge anliegend einzubringen, so daß wesentlich bessere Ausbauergebnisse erreicht werden können.

Weitere Einzelheiten zum Erfindungsgegenstand werden anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Vortriebsmaschine in Ausgangsstellung,

Fig. 2 die Vortriebsmaschine in Arbeitsposition in Rück­ ansicht und

Fig. 3 die Vortriebsmaschine in Seitenansicht.

Fig. 1 zeigt eine bogenförmige Strecke 1, in der eine Vor­ triebsmaschine 2 positioniert ist. Mit Hilfe dieser Vor­ triebsmaschine 2 wird ein solcher Streckenquerschnitt herge­ stellt, daß der aus Firstsegment 4 und Stoßsegmenten 5 be­ stehende Streckenausbau 3 sich auf der Streckensohle 6 ab­ stützt und profilgenau eingebracht werden kann. Die Vor­ triebsmaschine 2 ist hierzu auf der Streckensohle 6 verfahr­ bar, wobei der gesamte Sohlenbereich 7 entsprechend bestri­ chen werden kann.

Von der Vortriebsmaschine 2 ist in Fig. 1 lediglich der die Walzenkörper 9, 11 tragende Haltearm 10 dargestellt.

Während Fig. 1 die Vortriebsmaschine 2 in Ruhestellung wie­ dergibt, zeigt Fig. 2 die Arbeitsstellung, wobei die Wal­ zenkörper 9, 11 gegenüber dem Haltearm 10 in axialer Richtung ausgefahren sind. Dadurch werden die parallel zueinander stehenden Innenflächen 14 der Walzenkörper 9, 11 und Außen­ fläche 15 des Haltearms 10 sichtbar. Zwischen diesen sind Hydraulikzylinder 16, 17 angeordnet, über die also die Wal­ zenkörper 9, 11 axial verschiebbar sind.

Fig. 2 verdeutlicht, daß die Drehachse 18 der beiden Wal­ zenkörper 9, 11 schräggestellt ist, und zwar so, daß damit ein Schnitt hergestellt werden kann, der genau der Neigung der Stoßsegmente 5 entspricht. Im Bereich der Drehachse 18 sind die Drehantriebe 19 in die Walzenkörper 9, 11 integriert untergebracht.

Im oberen Bereich der Fig. 2 sind die über den hier nicht dargestellten Werkzeugträger gehaltenen Schneidwerkzeuge 23, 24 angedeutet, die auch um eine Schwenkachse den Pfeilen entsprechend herumgeschwenkt werden können, so daß auch eine genau profilgerechte Herstellung des Firstschnittes möglich ist.

Fig. 3 verdeutlicht, daß mit Hilfe der Walzenkörper 9, 11 der Sohlenschnitt weitgehend hergestellt ist, wobei diese Walzenkörper 9, 11 mit Hilfe der Schwenkzylinder 26, 27 quer zur Ortsbrust 25 verschoben werden können, um so den gesamten Ortsbrustbereich im Sohlenschnitt fertigstellen zu können. Während mit Hilfe der Walzenkörper 9, 11 der Sohlenschnitt im Gebirge 21 hergestellt wird, werden auch gleichzeitig die Schneidwerkzeuge 23, 24 auf dem Werkzeugträger 22 wirksam. Fig. 3 verdeutlicht, daß diese Schneidwerkzeuge 23, 24, die, wie der Pfeil verdeutlicht, in der Höhe verschiebbar sind, versetzt zueinander arbeiten, so daß eine Überlastung aus­ geschlossen ist. Durch entsprechende Führung ist vermieden, daß diese Schneidwerkzeuge 23, 24 mit dem Walzenkörper 9, 11 kollidieren. Dies wird aber auch schon durch die Vorgabe der Maschine als solche verhindert.

Die Schneidwerkzeuge 23, 24 sind nicht nur in der Höhe ver­ fahrbar, sondern auch um die Schwenkachse 28 verschwenkbar, so daß sich die aus Fig. 2 ersichtliche Position ergibt, wo die einzelnen Schneidwerkzeuge einen Bogen schneiden, so daß eine Zwickelbeanspruchung nicht auftreten kann.

In Fig. 3 ist angedeutet, daß das jeweils nächste Ausbau­ profil 29 über eine Ausbaumaschine 30 bis dicht vor die Ortsbrust 25 gefahren werden kann, um so insbesondere bei Anordnung mehrerer derartiger Ausbauprofile 29 hintereinander durch einen Kappenschirm eine Sicherung des Betriebspersonals zu gewährleisten.

Bezugszeichenliste

 1 Strecke
 2 Vortriebsmaschine
 3 Streckenausbau
 4 Firstsegment
 5 Stoßsegment
 6 Streckensohle
 7 Sohlenbereich
 9 Walzenkörper
10 Haltearm
11 Walzenkörper
14 Innenfläche von 9, 11
15 Außenfläche von 10
16 Hydraulikzylinder
17 Hydraulikzylinder
18 Drehachse von 9, 10
19 Drehantrieb
21 Gebirge
22 Werkzeugträger
23 Schneidwerkzeug I
24 Schneidwerkzeug II
25 Ortsbrust
26 Schwenkzylinder
27 Schwenkzylinder
28 Schwenkachse von 22
29 Ausbauprofil
30 Ausbaumaschine

Claims (7)

1. Vortriebsmaschine zum Auffahren von bogenförmigen Strecken im untertägigen Berg- und Tunnelbau, mit dem schwenkbar angeordneten, mit Schneidwerkzeugen bestück­ ten Walzenkörper, dem Fahrwerk und dem Ladeförderer, dadurch gekennzeichnet, daß zwei beidseitig eines im Sohlenbereich (7) angeordneten Haltearms (10) ange­ brachte Walzenkörper (9, 11) vorgesehen und axial ver­ schiebbar ausgebildet sind und daß ein oberhalb des Haltearms angeordneter Werkzeugträger (22) in der Höhe verschiebbar und seitlich verschwenkbar ausgebildet und mit gestuft ins Gebirge (21) eingreifenden Schneidwerk­ zeugen (23, 24) ausgerüstet ist.

2. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drehantrieb (19) der Walzenkörper (9, 11) in diesen integriert ausgebildet ist.

3. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen den Walzenkörpern (9, 11) axial angeordnete Hydraulikzylinder (16, 17) vorgesehen sind, die zwischen den Haltearm (10) und die Innenflächen (14) der Walzenkörper eingespannt sind.

4. Vortriebsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Innenflächen (14) der Walzenkörper (9, 11) parallel zu den Außenflächen (15) des Haltearms (10) verlaufend ausgebildet sind.

5. Vortriebsmaschine nach Anspruch 3 und Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Walzenkörper (9, 11) unter Beibehaltung der Neigung der Innenflächen (14) dem Stoßsegment (5) des Steckenausbaus (4) entsprechend schräg gestellt sind.

6. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1 und Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Haltearm (10) die Bewegung der Hydraulikzylinder (16, 17) ergänzende Schwenk­ zylinder (26, 27) zugeordnet sind.

7. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Werkzeugträger (22) ergänzend um eine Schwenkachse (28) schwenkbar ist.