EP0105047B1 - Cutting drum for tunneling machines - Google Patents
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- E21C35/22—Equipment for preventing the formation of, or for removal of, dust
- E21C35/23—Distribution of spraying-fluids in rotating cutter-heads
Definitions
- the invention relates to a cutting head for tunnel boring machines with chisels arranged on the circumference thereof and outlet nozzles for the exit of cooling water, which via a feed line running within the cutting head in the axial direction, radial bores, lines to a cavity extending in the axial direction of the cutting head and over radial bores opening into the cavity to the outlet nozzles can be supplied with water.
- the outlet nozzles for the outlet of cooling water can also be used for the spraying of water for the purpose of depositing dust and a number of designs have become known in which such outlet nozzles are connected to the bit holder. With these designs, the water supply can be blocked or released by valves interacting with the chisels, and other congestions for the supply of water are also possible.
- tubular water supply channels which open at the end face, in the cutting discs of a line drilling machine and into which nozzles can be inserted and screwed.
- the direction of advance of such cutting rollers is such that the outer surface and in no case the end face is exposed to mechanical stress.
- the invention now aims to provide a cutting head of the type mentioned, in which it is easily possible to clean the cavities for the water supply to the nozzles.
- the invention essentially consists in the fact that the cavity running within the cutting head is formed by channels which are continuous in the axial direction of the cutting head and which are connected to the axial water supply bore by essentially radial bores and into which radial bores open to the outlet nozzles, and that the axially continuous channels on at least one end face of the cutting head open into at least one bore aligned with these channels, which can be locked with releasable locking pieces.
- the channels for the distribution of water to the nozzles are designed as continuous channels in the axial direction of the cutting head, which open into bores aligned with these channels, a cleaning rod can be introduced after removal of the closure piece or pieces and in this way achieve cleaning .
- the closure piece can be formed on the front side of the cutting head facing away from the cutting arm by a releasably fixed end disk of the cutting head.
- the sealing of the channels becomes complex with such a design.
- the training is therefore made for high water supply pressure in an advantageous manner that the through channels in the axial direction on at least one end face of the cutting head open into at least one bore aligned with these channels, which can be locked with separate detachable closure pieces for each bore.
- bores are provided on both end faces of the cutting head with the axial channels, so that dirt particles can be pierced with a cleaning rod over the entire length of the bores and can be discharged on the opposite end face through the cleaning rod.
- channels for the distribution of the water to the radial outlet nozzles are designed as bores which go through the entire axial length of the cutting head, since in such a design the wall area of the wall area due to the constant internal diameter of the channels channels designed as bores can be completely cleared.
- FIG. 1 shows a cross section through a cutting head according to the prior art
- FIG. 2 shows an analog section through an embodiment according to the invention
- FIG. 3 shows a section analogous to FIG. 1 through a modified embodiment.
- the cutting head 1 is composed of discs 2 welded together and is rotatably mounted on a cutting arm, not shown.
- the last stage of the reduction gear is dashed with 3 indicated.
- the cutting head 1 is mounted on a carrier 4 connected to the cutting arm via roller bearings 5.
- the water is first supplied via channels 6 in the carrier 4 and opens into a distributor space 7, via which it is guided via an axial feed line 8, which is sealed accordingly, and radial lines 9, into which distributor cavities 10 extending in the axial direction of the cutting head are guided.
- the face plate 11 of the cutting head 1 is connected to the base body of the cutting head by screws.
- the water passes from the annular space 10 via essentially radial bores 13 to the outlet nozzles, which can be accommodated in the bit holder.
- At least three holes 14 are provided in the axial direction of the cutting head instead of the annular space 10, which are closed on both sides with closure pieces 15.
- the design as shown in the upper part of FIG. 2, can also be such that the bore 14 is divided into two bores 16 which are connected to one another via a radial bore 17. Even with such an embodiment, the bores 14 and 16 can still be cleaned after the closure pieces 15 have been loosened.
- the water supply to these bores 14 and 16, of which at least three are arranged distributed in the circumferential direction of the cutting head 1, can take place essentially analogously to the embodiment according to FIG. 1 and is not shown again.
- the individual disks 2 are welded to one another with their end faces, one disk 2 each having a recess which extends in the radial direction indicated by the arrow 18 and which extends over a partial region a.
- This partial area a is larger than the diameter b of the bores 14 and 16 and is filled by melting an electrode when the individual disks 2 are connected.
- the holes 14 and 16 are now passed through the welds, which are designated by 19, so that there is a smooth inner surface as the wall of the hole.
- the closure pieces 15 have a screw thread 20, which is screwed into a corresponding internal thread 21 on the end faces of the bores 14 and 16, respectively.
- Such a design is also suitable for the supply of pressurized water due to the lower pressure which becomes effective in the radial direction a pressure of up to 300 bar to the outlet nozzles without the risk of mechanical stress on the welds
- FIG. 3 shows a further embodiment of a cutting head 1, which in turn is composed of individual disks 2.
- the water is in turn supplied via an axial feed line 8 shown in its end region.
- the radial lines to the distributor cavities 10 extending in the axial direction of the cutting head are again designated by 9.
- disks 2 are provided with holes 22 penetrating these disks, the disk 2 adjacent to the cutting arm in turn carrying a closure piece 15.
- the front disk 23, in which the radial bore 9 extends, forms the closure piece on the other side of the channels 10.
- the disks 2 are welded to one another with the interposition of disks 24, with wall parts 25 being welded inwards in order to limit the channels in the radial direction, which wall parts are formed in the circumferential direction of the cutting head for reasons of easier assembly.
- the bores 22 of the disks 2 are aligned in the axial direction of the cutting head indicated by the arrow 26 and, just as in the embodiment according to FIG. 2, allow the introduction of a cleaning rod for the purpose of
- the face plate 23 is releasably connected via a sealing element 27 to the adjacent plate 2 of the cutting head, so that after removing the front face plate and the rear closure piece 15 as well as in the through bore 14 in FIG. 2, the deposits at the respective insertion point of the Cleaning rod facing away can be pushed through and deployed.
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schrämkopf für Streckenvortriebsmaschinen mit am Umfang desselben angeordneten Meißeln und Austrittsdüsen für den Austritt von Kühlwasser, welche über eine innerhalb des Schrämkopfes in Achsrichtung desselben verlaufende Zuführungsleitung, radiale Bohrungen, Leitungen zu einem sich in Achsrichtung des Schrämkopfes erstreckenden Hohlraum und über radiale in den Hohlraum mündende Bohrungen zu den Austrittsdüsen mit Wasser versorgbar sind. Die Austrittsdüsen für den Austritt von Kühlwasser können auch für das Versprühen von Wasser zum Zwecke des Niederschlagens von Staub verwendet werden und es sind eine Reihe von Ausbildungen bekannt geworden, bei welchen derartige Austrittsdüsen an den Meißelhalter angeschlossen sind. Die Wasserzufuhr kann bei diesen Ausbildungen durch mit den Meißeln zusammenwirkende Ventile gesperrt bzw. freigegeben werden und es sind auch andere Stauungen für die Zufuhr des Wassers möglich. In allen Fällen ist es erforderlich, den Schrämkopfgrundkörper mit entsprechenden Kanälen auszustatten, um die Wasserzufuhr zu den einzelnen Düsen zu ermöglichen. In der Regel ist hiefür eine axiale Wasserzuführung vorgesehen und aus der AT-B 359 453 ist eine Ausbildung bekannt geworden, bei welcher die Verteilung des Wassers zu den Düsen durch einen sich in Achsrichtung des Schrämkopfes erstreckenden, im wesentlichen zylindrischen Ringhohlraum erfolgt. Der Schrämkopfgrundkörper besteht zumeist aus einfachem ferritischem Baustahl und ist daher korrosionsanfällig. Darüberhinaus ist das in der Grube zu versprühende Wasser zumeist nicht sehr rein, so daß die Gefahr der Verschmutzung der im Schrämkopf verlaufenden Bohrungen und Kanäle relativ groß ist. Sobald die Verschmutzung ein Ausmaß erreicht hat, bei welchem Bohrungen verlegt werden, wurde der Schrämkopf für den gewünschten Einsatz unbrauchbar und es gestaltete sich die Reinigung bei den bekannten Ausführungen überaus aufwendig.The invention relates to a cutting head for tunnel boring machines with chisels arranged on the circumference thereof and outlet nozzles for the exit of cooling water, which via a feed line running within the cutting head in the axial direction, radial bores, lines to a cavity extending in the axial direction of the cutting head and over radial bores opening into the cavity to the outlet nozzles can be supplied with water. The outlet nozzles for the outlet of cooling water can also be used for the spraying of water for the purpose of depositing dust and a number of designs have become known in which such outlet nozzles are connected to the bit holder. With these designs, the water supply can be blocked or released by valves interacting with the chisels, and other congestions for the supply of water are also possible. In all cases, it is necessary to equip the basic cutter body with appropriate channels to enable water to be supplied to the individual nozzles. As a rule, an axial water supply is provided for this purpose and from AT-B 359 453 a design has become known in which the water is distributed to the nozzles through an essentially cylindrical annular cavity extending in the axial direction of the cutting head. The cutter head body mostly consists of simple ferritic structural steel and is therefore susceptible to corrosion. In addition, the water to be sprayed in the pit is usually not very pure, so that the risk of contamination of the bores and channels running in the cutting head is relatively great. As soon as the contamination reached a level at which bores are being laid, the cutting head became unusable for the desired application and the cleaning of the known designs was extremely complex.
Aus der GB-A 1 264 632 ist bekanntgeworden, in in den Schrämscheiben einer Streckenbohrmaschine rohrförmige, an der Stirnfläche mündende Wasserzuführungskanäle anzuordnen, in welche Düsen einsteckbar und einschraubbar sind. Die Vortriebsrichtung derartiger Schrämwalzen ist im Gegensatz zu einem Schrämkopf so, daß die Mantelfläche und keinesfalls die Stirnfläche einer mechanischen Beanspruchung ausgesetzt ist.From GB-A 1 264 632 it has become known to arrange tubular water supply channels, which open at the end face, in the cutting discs of a line drilling machine and into which nozzles can be inserted and screwed. In contrast to a cutting head, the direction of advance of such cutting rollers is such that the outer surface and in no case the end face is exposed to mechanical stress.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, einen Schrämkopf der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem es in einfacher Weise möglich ist, die Hohlräume für die Wasserzufuhr zu den Düsen zu reinigen. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß der innerhalb des Schrämkopfes verlaufende Hohlraum von in Achsrichtung des Schrämkopfes durchgehenden Kanälen gebildet ist, welche mit der axialen Wasserzuleitungsbohrung durch im wesentlichen radiale Bohrungen verbunden sind und in welche radiale Bohrungen zu den Austrittsdüsen münden, und daß die in Achsrichtung durchgehenden Kanäle an wenigstens einer Stirnfläche des Schrämkopfes in wenigstens eine mit diesen Kanälen fluchtende Bohrung münden, welche mit lösbaren Verschlußstücken abschließbar ist. Dadurch, daß die Kanäle für die Verteilung des Wassers zu den Düsen als in Achsrichtung des Schrämkopfes durchgehende Kanäle ausgebildet sind, welche in mit diesen Kanälen fluchtende Bohrungen münden, läßt sich nach Abnahme des oder der Verschlußstücke ein Putzstock einführen und auf diese Weise eine Reinigung erzielen.The invention now aims to provide a cutting head of the type mentioned, in which it is easily possible to clean the cavities for the water supply to the nozzles. To achieve this object, the invention essentially consists in the fact that the cavity running within the cutting head is formed by channels which are continuous in the axial direction of the cutting head and which are connected to the axial water supply bore by essentially radial bores and into which radial bores open to the outlet nozzles, and that the axially continuous channels on at least one end face of the cutting head open into at least one bore aligned with these channels, which can be locked with releasable locking pieces. Characterized in that the channels for the distribution of water to the nozzles are designed as continuous channels in the axial direction of the cutting head, which open into bores aligned with these channels, a cleaning rod can be introduced after removal of the closure piece or pieces and in this way achieve cleaning .
In besonders einfacher Weise kann hiebei das Verschlußstück an der dem Schrämarm abgewendeten Stirnseite des Schrämkopfes von einer lösbar festgelegten Stirnscheibe des Schrämkopfes gebildet sein. Bei hohem Wasserzuführungsdruck wird jedoch bei einer solchen Ausbildung die Abdichtung der Kanäle aufwendig. Die Ausbildung wird daher für hohen Wasserzuführungsdruck in vorteilhafter Weise so getroffen, daß die in Achsrichtung durchgehenden Kanäle an wenigstens einer Stirnfläche des Schrämkopfes in wenigstens eine mit diesen Kanälen fluchtende Bohrung münden, welche mit für jede Bohrung gesonderten lösbaren Verschlußstücken abschließbar ist. Vorzugsweise sind hiebei an beiden Stirnflächen des Schrämkopfes mit den axialen Kanälen fluchtende Bohrungen vorgesehen, so daß Schmutzteilchen mit einem Putzstock über die gesamte Länge der Bohrungen durchgestoßen werden können und auf der jeweils gegenüberliegenden Stirnseite durch den Putzstock ausgetragen werden können.In a particularly simple manner, the closure piece can be formed on the front side of the cutting head facing away from the cutting arm by a releasably fixed end disk of the cutting head. With a high water supply pressure, however, the sealing of the channels becomes complex with such a design. The training is therefore made for high water supply pressure in an advantageous manner that the through channels in the axial direction on at least one end face of the cutting head open into at least one bore aligned with these channels, which can be locked with separate detachable closure pieces for each bore. Preferably, bores are provided on both end faces of the cutting head with the axial channels, so that dirt particles can be pierced with a cleaning rod over the entire length of the bores and can be discharged on the opposite end face through the cleaning rod.
Eine besonders gute Reinigung ergibt sich, wenn die Kanäle für die Verteilung des Wassers zu den radialen Austrittsdüsen als Bohrungen, welche über die gesamte axiale Länge des Schrämkopfes durchgehen, ausgebildet sind, da bei einer derartigen Ausbildung auf Grund des gleichbleibenden Innendurchmessers der Kanäle der Wandbereich der als Bohrungen ausgebildeten Kanäle zur Gänze geräumt werden kann.A particularly good cleaning results if the channels for the distribution of the water to the radial outlet nozzles are designed as bores which go through the entire axial length of the cutting head, since in such a design the wall area of the wall area due to the constant internal diameter of the channels channels designed as bores can be completely cleared.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Schrämkopf nach dem Stand der Technik, Fig. 2 einen analogen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Ausbildung und Fig. 3 einen Schnitt analog der Fig. 1 durch eine abgewandelte Ausführungsform.The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. 1 shows a cross section through a cutting head according to the prior art, FIG. 2 shows an analog section through an embodiment according to the invention, and FIG. 3 shows a section analogous to FIG. 1 through a modified embodiment.
In Fig. 1 ist der Schrämkopf 1 aus miteinander verschweißten Scheiben 2 aufgebaut und drehbar an einem nicht dargestellten Schrämarm gelagert. Die letzte Stufe des Untersetzungsgetriebes ist strichliert mit 3 angedeutet. Die Lagerung des Schrämkopfes 1 an einem mit dem Schrämarm verbunden Träger 4 erfolgt über Wälzlager 5.In Fig. 1, the
Die Wasserzufuhr erfolgt zunächst über Kanäle 6 im Träger 4 und mündet in einen Verteilerraum 7, über welchen sie über eine axiale Zuführungsleitung 8, welche entsprechend abgedichtet ist, und radiale Leitungen 9, in die sich in Achsrichtung des Schrämkopfes erstreckenden Verteilerhohlräume 10 geführt ist. Die Stirnscheibe 11 des Schrämkopfes 1 ist hiebei durch Schrauben mit dem Grundkörper des Schrämkopfes verbunden. Aus dem Ringraum 10 gelangt das Wasser über im wesentlichen radiale Bohrungen 13 zu den Austrittsdüsen, welche im Meißelhalter untergebracht sein können.The water is first supplied via
Bei der Ausbildung nach Fig. 2 sind nun anstelle des Ringraumes 10 wenigstens drei in Achsrichtung des Schrämkopfes durchgehende Bohrungen 14 vorgesehen, welche an beiden Seiten mit Verschlußstücken 15 abgeschlossen sind. Sofern es die Geometrie des Schrämkopfes erfordert, kann die Ausbildung, wie im oberen Teil der Fig. 2 dargestellt, auch so getroffen sein, daß die Bohrung 14 in zwei Bohrungen 16 unterteilt ist, welche über eine radiale Bohrung 17 miteinander verbunden sind. Auch bei einer derartigen Ausführung läßt sich nach Lösen der Verschlußstücke 15 noch eine Reinigung der Bohrungen 14 bzw. 16 erzielen. Die Wasserzuführung zu diesen Bohrungen 14 bzw. 16, von welchen wenigstens drei in Umfangsrichtung des Schrämkopfes 1 verteilt angeordnet sind, kann im wesentlichen analog wie bei der Ausbildung nach Fig. 1 erfolgen und ist nicht nochmals dargestellt.In the embodiment according to FIG. 2, at least three
Die einzelnen Scheiben 2 sind mit ihren Stirnflächen miteinander verschweißt, wobei jeweils eine Scheibe 2 eine sich in der durch den Pfeil 18 angedeuteten radialen Richtung erstreckende Ausnehmung aufweist, welche sich über einen Teilbereich a erstreckt. Dieser Teilbereich a ist größer als der Durchmesser b der Bohrungen 14 bzw. 16 und wird bei der Verbindung der einzelnen Scheiben 2 durch Abschmelzen einer Elektrode aufgefüllt. Die Bohrungen 14 bzw. 16 werden nun durch die Schweißnähte, welche mit 19 bezeichnet sind, hindurchgeführt, so daß sich eine glatte Innenfläche als Wand der Bohrung ergibt. Die Verschlußstücke 15 weisen ein Schraubgewinde 20 auf, welches in ein entsprechendes Innengewinde 21 an den Stirnseiten der Bohrungen 14 bzw. 16 eingeschraubt ist. Die im wesentlichen radialen Stichleitungen 13 zu den Austrittsdüsen, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, münden in diese Bohrungen 14 bzw. 16. Eine derartige Ausbildung ist auf Grund des geringeren, in radialer Richtung wirksam werdenden Druckes auch für die Zuführung von Druckwasser unter einem Druck von bis zu 300 bar zu den Austrittsdüsen geeignet, ohne daß die Gefahr einer mechanischen Überbeanspruchung der Schweißnähte 19 zu benachbarten Ringscheiben 2 besteht.The
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführung eines Schrämkopfes 1 dargestellt, welcher wiederum aus einzelnen Scheiben 2 zusammengesetzt ist. Die Wasserzufuhr erfolgt wiederum über eine in ihrem Endbereich dargestellte axiale Zuführungsleitung 8. Die radialen Leitungen zu den sich in Achsrichtung des Schrämkopfes erstreckenden Verteilerhohlräumen 10 sind wiederum mit 9 bezeichnet. Bei dieser Ausbildung sind jeweils Scheiben 2 mit diese Scheiben durchsetzenden Bohrungen 22 versehen, wobei die dem Schrämarm benachbarte Scheibe 2 wiederum ein Verschlußstück 15 trägt. Die stirnseitige Scheibe 23, in welcher die radiale Bohrung 9 verläuft, bildet das Verschlußstück an der anderen Seite der Kanäle 10 aus. Die Scheiben 2 sind unter Zwischenschaltung von Scheiben 24 miteinander verschweißt, wobei zur Begrenzung der Kanäle in radialer Richtung nach innen Wandteile 25 eingeschweißt sind, welche aus Gründen des leichteren Zusammenbaus in Umfangsrichtung des Schrämkopfes unterteilt ausgebildet sind. Die Bohrungen 22 der Scheiben 2 fluchten in der durch den Pfeil 26 angedeuteten axialen Richtung des Schrämkopfes und ermöglichen ebenso wie bei der Ausbildung nach Fig. 2 die Einführung eines Putzstockes zum Zwecke der Reinigung der Kanäle 10.3 shows a further embodiment of a
Die Stirnscheibe 23 ist über ein Dichtungselement 27 mit der benachbarten Scheibe 2 des Schrämkopfes lösbar verbunden, so daß nach Abnahme der vorderen Stirnscheibe und des hinteren Verschlußstückes 15 ebenso wie bei der durchgehenden Bohrung 14 in Fig. 2, die Ablagerungen an der jeweils der Einführungstelle des Putzstockes abgewendeten Seite durchgeschoben und ausgebracht werden können.The
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