DE4234972C2 - Vortriebsmaschine zum profilgenauen Auffahren von bogenförmigen Strecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vortriebsmaschine zum profil­ genauen Auffahren von bogenförmigen Strecken im untertägigen Berg- und Tunnelbau, die zwei für das Hereingewinnen des Sohlenabschnittes vorgesehene, beidseitig eines Haltearmes angelenkte und mit mindestens einem Antrieb versehene, parallel zur Ortsbrust verschiebbare Querschneidwalzen und für den Firstbereich einen oberhalb des Haltearmes ange­ ordneten, mit Schneidwerkzeugen versehenen und um eine Schwenkachse verschwenkbaren Werkzeugträger zum Herstellen des bogenförmigen Profils aufweist.

Die gattungsgemäße Vortriebsmaschine ist in der DE-OS 35 19 697 beschrieben. Zur Hersellung des Sohlenschnitts wird eine sogenannte zweigeteilte Querschneidwalze insbesondere dort eingesetzt, wo gleichzeitig auch das Flöz mit hereingewonnen werden muß, das quer durch die Ortsbrust verläuft. Hierbei ist es möglich, mit Hilfe der schwenkbaren Querschneidwalze zunächst einmal den Einschnitt vor allem im Flöz herzustellen und dann durch entsprechendes Verschwenken der Querschneid­ walzen auch den Restquerschnitt hereinzugewinnen. Zur Her­ stellung des Firstschnitts ist eine Oberwalze vorgesehen, die an einem verschwenkbaren Werkzeugträger angelenkt ist.

Der Nachteil einer derartigen Vortriebsmaschine besteht im wesentlichen darin, daß die Querschneidwalzen starr am Haltearm befestigt sind und auf diese Weise nur eine Quer­ schneidwalze in das Mineral eingreift, während die andere nur mit dem Rücken, also teilweise gewinnend, arbeitet. Eine solche Anordnung der Querschneidwalzen erfordert große Ver­ spannkräfte, da die gesamte Einheit jeweils zu verspannen ist. Weiterhin ist es als nachteilig insbesondere im Hinblick auf die Energieausnutzung und die Konstruktion des Geriebes anzusehen, daß eine solche zweigeteilte Querschneidwalze nur mit einem Antrieb ausgerüstet ist.

Darüber hinaus ist es durch die Art der Hereingewinnung des Firstbereichs mittels einer verschwenkbaren Walze unmöglich, den Streckenquerschnitt in irgendeiner Form zu variieren.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vortriebsmaschine der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß das aufzufahrende Streckenprofil in gewissen Grenzen variiert werden kann, daß die Verspannkräfte geringer gehalten werden können und daß der Eingriff der Schneid­ werkzeuge effektiver und mit weniger Werkzeugbelastung durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwi­ schen den Innenflächen der mit integrierten Drehantrieben ausgerüsteten Querschneidwalzen und dem Haltearm jeweils Hy­ draulik-Kolben-Einheiten für das einzelne Querverschieben der Queschneidwalzen gegenüber dem Haltearm vorgesehen sind, und daß der Werkzeugträger in der Höhe verschiebbar und mit ab­ gestuft ins Gebirge eingreifenden Schneidwerkzeugen ausge­ rüstet ist.

Bei einer derartigen Vortriebsmaschine ist es möglich, zu­ nächst den Sohlenschnitt mit den Querschneidwalzen herzu­ stellen, wobei die Querschneidwalzen so axial verschiebbar ausgebildet sind, daß sie den Sohlenbereich insgesamt pro­ filgenau herstellen können. Dabei können die Querschneid­ walzen durch die axiale Verschiebbarkeit mindestens teilweise gleichzeitig nach beiden Seiten arbeiten, so daß sich die Kräfte aufheben und eine überaus große Verspannung entfällt. Des weiteren läßt die axiale Verschiebung eine Veränderung des Sohlenschnitts in der Breite zu. Nach dem oder während des Herstellens des Sohlenschnittes wird der Firstschnitt über die dem entsprechend beweglich angeordneten Werkzeugträger zugeordneten Schneidwerkzeuge hergestellt, wobei durch die gestufte Anordnung dieser Schneidwerkzeuge eine Überlastung dieser Gewinnungsteile vermieden wird. Darüber hinaus ist es möglich, den gesamten Schneidbereich zu bestreichen, ohne daß eine Kollosion mit den, den Unterschnitt herstellenden Querschneidwalzen erfolgen kann. Somit ist es mit einer der­ artigen Vortriebsmaschine möglich, den Sohlen- und den Firstschnitt genau so herzustellen, daß der endgültige Ausbau einen profilgenau hergestellten Aufschnitt vorfindet und un­ mittelbar im Ortsbrustbereich vor allem die Firstsegmente frühzeitig so eingebracht werden können, daß eine Gefährdung des Betriebspersonals nicht eintreten kann. Hierzu sind Aus­ baumaschinen bekannt, an denen entweder einzelne Ausbausegmente, d. h. Firstsegmente, oder auch mehrere schon baumäßig zusammengeschlossene Firstsegmente angeordnet werden können, damit das Betriebspersonal darunter wie unter einem Schirm arbeiten kann.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Drehantrieb der Querschneidwalzen in diesen integriert angeordnet ist. Dadurch sind kurze Übertragungswege gesichert und auch die Möglichkeit gegeben, die beiden Querschneidwalzen getrennt anzutreiben und so eine hohe Variabilität der Gewinnungsarbeit zu ermöglichen.

Die für die axiale Verschiebbarkeit der Querschneidwalzen vorgesehenen Hydraulikzylinder sind zwischen dem Haltearm und den Innenflächen der Querschneidwalzen eingespannt. Diese Hydraulikzylinder drücken an mehreren, über den Umfang ver­ teilte vorgesehene Stellen die jeweiligen Querschneidwalzen gegen das anstehende 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 verlagert. In diesem Ablauf nicht abgedeckte Schneidbereiche werden dann durch das Verfahren des Haltearms erreicht.

Eine Schrägbelastung der Hydraulikzylinder wird erfindungs­ gemäß dadurch vermieden, daß die Innenflächen der Quer­ schneidwalzen parallel zu den Außenflächen des Haltearms verlaufend ausgebildet sind. Die Hydraulikzylinder greifen damit jeweils an parallel zueinander stehende Stellen an, wobei die Querschneidwalzen selbst entsprechend schräg ge­ stellt sind, was weiterhin noch erläutert wird. Dies ist deshalb möglich, weil an den Querschneidwalzen die die Dreh­ antriebe aufnehmenden Gehäuse vorgesehen sind, die entspre­ chende Wandungen aufweisen, gegen die die Hydraulikzylinder andrücken können.

Um einen genau profilgerechten Schnitt auch im Sohlenbereich vorgeben zu können, sind die Querschneidwalzen unter Beibehaltung der Neigung der Innenflächen dem Stoßsegment des Streckenausbaus entsprechend schräg gestellt. Damit ist es möglich, die Querschneidwalzen über die Hydraulikzylinder gegen den Streckenstoß zu drücken, wobei dieser so heraus­ geschnittene 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 Querschneidwalzen möglich, um beispielsweise bei unterschiedlichen Ausbautypen dennoch die gleiche Vortriebsmaschine einsetzen zu können.

Dem Haltearm sind die Bewegung der Hydraulikzylinder ergänzende Schwenkzylinder zugeordnet. Bei dieser Ausbildung ist somit sichergestellt, daß die Querschneidwalzen 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 teles­ kopierbar die Querschneidwalzen 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 verschiebbar 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, bei Variation des Streckenquerschnitts eine konturgenaue Streckenauffahrung einschließlich Zwickelschnitt mit einem unmittelbar im Ortsbrustbereich des Oberschnittes einbring­ baren endgültigen Ausbaus zu verwirklichen. Vorteilhaft 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 Vor­ triebsmaschine durch einen verhältnismäßig einfachen Aufbau 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.

Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigt

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 bestrichen werden kann.

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

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

Fig. 2 verdeutlicht, daß die Drehachse 18 der beiden Quer­ schneidwalzen 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 Querschneidwalzen 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 Querschneidwalzen 9, 11 der Sohlenschnitt weitgehend hergestellt ist, wobei diese Querschneidwalzen 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 Querschneidwalzen 9, 11 der Sohlenschnitt im Gebirge 21 hergestellt wird, werden auch gleichzeitig die Schneidwerkzeuge 23, 24 auf dem Werk­ zeugträger 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 ausgeschlossen ist. Durch entsprechende Führung ist vermieden, daß diese Schneidwerkzeuge 23, 24 mit den Querschneidwalzen 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 Querschneidwalzen
10 Haltearm
11 Querschneidwalzen 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 (2)

1. Vortriebsmaschine zum profilgenauen Auffahren von bogen­ förmigen Strecken im untertägigen Berg- und Tunnelbau, die zwei für das Hereingewinnen des Sohlenabschnittes vorgesehene, beidseitig eines Haltearmes angelenkte und mit mindestens einem Antrieb versehene, parallel zur Ortsbrust verschiebbare Querschneidwalzen und für den Firstbereich einen oberhalb des Haltearmes angeordneten, mit Schneidwerkzeugen versehenen und um eine Schwenkachse verschwenkbaren Werkzeugträger zum Herstellen des bogenförmigen Profils aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Innenflächen (14) der mit integrierten Drehantrieben (19) ausgerüsteten Quer­ schneidwalzen (9, 11) und dem Haltearm (10) jeweils Hy­ draulik-Kolben-Einheiten (16, 17) für das einzelne Querverschieben der Querschneidwalzen (9, 11) gegenüber dem Haltearm (10) vorgesehen sind, und daß der Werk­ zeugträger (22) in der Höhe verschiebbar und mit abge­ stuft ins Gebirge eingreifenden Schneidwerkzeugen (23, 24) ausgerüstet ist.

2. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Innenflächen (14) der Querschneidwalzen (9, 11) parallel zu den Außenflächen (15) des Haltearms (10) verlaufend ausgebildet sind.